KR100605429B1 - 연속상 및 분산상을 갖는 광학 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속상/분산상 편광 필름을 제공한다. 이 필름은 필름의 제1 주표면을 한정하는 제1 층, 필름의 제2 주표면을 한정하는 제2 층, 및 제1 층과 제2 층 사이에 배치된 제3 층을 갖는다. 제1 층 및 제2 층 중 적어도 하나는 연속상/분산상 구조를 갖는다.

편광 필름

Description

연속상 및 분산상을 갖는 광학 필름 {Optical Film Having Continuous and Disperse Phases}

본 출원은 1998년 1월 13일자로 출원된 미합중국 특허 출원 제 09/006,455 호(이 출원은 본 명세서에 참조 인용됨)의 일부 계속 출원이다.

일반적으로 말해서, 본 발명은 광학 필름, 및 그의 제조 방법, 더 구체적으로 말해서 필름 중의 물질의 특성을 이용해서 처리 공정 동안 그 물질의 반응을 제어하는 방법에 관한 것이다.

과거 수 년 동안, 폴리머 필름을 사용하여 고품질 광학 필름을 제조하는 것이 탐구되어 왔다. 조사된 폴리머 광학 필름은 대표적으로 다층 필름의 층들 사이의 굴절율의 불일치(mismatch)를 이용한다. 예를 들면, 다층 광학 필름은 굴절율이 높은 폴리머층과 굴절율이 낮은 폴리머층을 교대로 배치시킴으로써 제조될 수 있다. 각 굴절율이 비교적 크게 불일치한 두 인접 층이 형성되는 경우, 특정 파장의 빛이 두 층의 계면에서 반사된다. 반사되는 빛의 파장은 인접 층의 광학 두께에 좌우된다. 또한, 광학 필름은 블렌드의 상이한 상들의 상대 굴절율의 관계를 이용하여 폴리머 블렌드로부터 제조될 수도 있다.

한가지 유형의 다층 광학 필름은 복굴절성 폴리머를 사용함으로써 인접 층들 의 굴절율 불일치를 발생시킨다. 이러한 필름에서, 다층 필름은 필름의 오직 한 평면축 방향으로 단축 연신되거나 또는 필름의 직교하는 두 평면축 방향으로 쌍축 연신된다. 연신 결과, 두 인접 층들 중 한 층의 분자들이 연신 방향으로 배향된다. 분자 배향은 영향받은 층의 연신 방향 굴절율을 변화시킨다.

필름의 층들 중 하나의 층이 복굴절성인 다층 필름을 연신시키는 것을 이용하여 연신 방향으로 두 인접층의 굴절율의 불일치를 발생시킬 수 있다. 비연신 평면 방향의 두 층의 굴절율이 일치(match)하는 경우, 다층 필름을 이용하여 한 편광 빛을 반사시키고 다른 한 편광 빛을 투과시킬 수 있다. 이러한 필름은 예를 들면 반사 편광체로 이용될 수 있다. 영향받은 층이 두개의 직교 평면축 방향으로 배향되도록 다층 필름이 연신되는 경우, 양방향에서 불일치가 발생할 수 있다. 이러한 필름을 사용하여 두 편광 빛을 반사시킬 수 있다(예를 들면, 각 파장의 빛에 대한 거울).

상기한 바와 같이, 폴리머 광학 필름에 사용된 1종 이상의 물질은 그 물질이 연신될 때 변화되는 광학적 특성을 갖는다. 이 특성들은 물질이 연신되는 방향에 좌우되는 방향성 배향을 취하는 경향이 있다. 이러한 광학 필름은 서로에 대해 직교하는 세 개의 축, 즉 두 개의 평면축 x 및 y와 두께축 z에 의해 기술될 수 있다. 이러한 광학 필름의 광학적 특성은 일반적으로 각 물질의 x, y 및 z축 방향 굴절율 n_x, n_y 및 n_z에 좌우된다. 따라서, 사용된 물질의 광학적 특성에 대한 정확한 제어를 허용하는 방식으로 광학 필름을 처리하는 것이 바람직할 것이다.

일반적으로 말하자면, 본 발명은 광학 필름 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시태양에 따르면, 적어도 제1 및 제2 물질을 포함하는 광학 필름은 필름의 제1 평면축을 따라 적어도 제1 물질에 광학적 배향을 유발시키는 반면, 제1 축을 따라 유발된 배향보다는 실질적으로 덜 필름의 제2 평면축을 따라 제1 필름에 배향을 유발시키는 조건 하에서 필름의 제1 및 제2 평면축에 대해서 필름을 처리함으로써 제조될 수 있다. 제2 물질의 굴절율은 필름의 제1 및 제2 평면축 중 하나의 축을 따라서 제1 물질의 굴절율과 실질적으로 일치한다.

그 방법을 이용하여 개선된 광학적 및(또는) 기계적 성능을 갖는 필름을 제조할 수 있다. 그 방법을 이용하여 많은 상이한 필름을 제조할 수 있다. 필름의 두 개 이상의 물질이 다층 광학 필름에서 교대로 배치되는 층을 형성할 수 있다. 또한, 두 개의 물질은 블렌드 필름에서 예를 들면 물질의 연속상 및 분산상으로서 형성될 수도 있다. 본 발명의 한 실시태양에 따르면, 연신 처리 공정 조건에 대한 물질의 반응을 제어함으로써 다양한 조합의 두 물질의 배향 상태를 얻을 수 있다.

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 연속/분산상 물질이 필름의 적어도 한쪽, 바람직하게는 양쪽 외면을 형성한 연속/분산상 편광 필름이 제공된다. 연속/분산상 물질이 제공하는 거친 표면은 추가의 표면 처리(예: 엠보스 가공)의 필요없이 또는 두 개의 편광체 사이에 확산 간격재 필름 존재의 필요없이도 습윤화(wet-out) (예를 들면, 편광체가 LCD에서 이색성 편광체와 함께 사용될 때)를 제거한다는 점을 발견하였다. 본 발명의 이러한 특징의 몇몇 실시태양에서, 편광체는 코어층, 제1 외층 및 제2 외층으로 구성되고, 외층 중 하나 또는 양자 모두가 연속/분산상을 갖는 3층 구조를 가질 것이다.

본 발명의 상기 요약으로서 본 발명의 각각의 예시된 실시태양 및 모든 수행을 기술하려고 의도하지는 않는다. 후술하는 도면 및 상세한 설명은 이들 실시태양을 더 구체적으로 예증할 것이다.

도면의 간단한 설명

본 발명은 후술하는 본 발명의 여러 실시태양에 대한 설명을 첨부 도면과 결부시켜서 고려할 때 더 완전히 이해될 수 있다.

제1A 도 및 제1B 도는 본 발명의 여러 실시태양에 따른 광학 필름을 예시하는 것임.

제2A - 2J 도는 본 발명에 따른 여러 방법의 도표를 예시하는 것임.

제3 도는 본 발명의 또다른 실시태양에 따른 또다른 광학 필름을 예시하는 것임.

제4 도는 본 발명의 또다른 실시태양에 따른 블렌드 폴리머 광학 필름을 예시하는 것임.

제5A 도 내지 5C 도는 본 발명의 한 실시태양에 따라 제조된 필름의 투과 특성을 예시하는 것임.

상세한 설명

본 발명은 일반적으로 많은 여러가지 광학 필름, 물질 및 방법에 적용될 수 있다. 본 발명은 필름이 처리 공정 동안 연신될 때 필름에 사용된 물질에 분자 배 향이 유발되는 경우 그 물질에 유발된 분자 배향의 정도를 제어함에 있어서 필름에 사용된 물질의 점탄성 특성을 이용하는 폴리머 광학 필름의 제조에 특히 적합할 것으로 믿어진다. 후술하는 바와 같이, 광학 필름을 제조하는 데 사용되는 물질들의 여러 특성을 고찰하면 광학 필름을 개선시킬 수 있다. 그 개선점에는 개선된 광학적 성능, 증가된 내파쇄/파열성, 증진된 치수 안정성, 더 양호한 가공성 등 중 하나 이상이 포함된다. 하기의 본 발명의 실시예에 대한 토의를 통해 본 발명의 여러 특징을 이해할 수 있지만, 본 발명을 그것으로 제한하지는 않는다.

본 발명의 한 특정 실시태양에 따른 광학 필름의 제조 방법은 제1 도를 참조하여 기술하고자 한다. 제1 도는 광학 필름 (101)의 일부를 예시한 것이다. 도시된 광학 필름 (101)은 서로에 대해 직교하는 3 개의 축 x, y 및 z축에 관해 기술할 수 있다. 예시된 실시태양에서, 두개의 직교축 x 및 y는 필름 (101)의 평면에 존재하고(평면축), 제3 축은 필름의 두께 방향으로 연장한다.

광학 필름 (101)은 광학적으로 계면이 형성되는 2 개 이상의 상이한 물질(예를 들면, 결합하여 반사, 산란, 투과 등과 같은 광학적 효과를 일으키는 두 물질)을 포함한다. 두 물질의 특성을 이용하여 필름 (101)의 적어도 하나의 축 방향을 따라서 목적하는 굴절율 불일치를 발생시킬 수 있다. 일반적으로, 두 물질은 본래 점탄성이다. 그 물질들 중 적어도 하나는 특정 조건 하에서 복굴절될 수 있다. 본 발명은 동시압출될 수 있는 물질로 이루어진 필름에 특히 적합하다. 이러한 필름의 제조에는 예를 들면 동시압출된 다층 폴리머 블렌드 필름이 매우 적합하다. 필름 (101)이 동시압출된 물질로 이루어지는 경우, 그 물질은 동시압출 공정의 요건을 충족시키는 충분히 유사한 유변학적 성질(rheology)(예: 점탄성)을 가져야 한다. 그러나, 후술하는 바와 같이, 필름의 점탄성 특성은 두 개의 상이한 물질이 선택된 처리 공정 조건에 대해 다르게 반응할 정도로 충분히 상이할 수도 있다.

처리 공정 동안, 필름 (101)은 적어도 두 방향으로 연신된다. 후술하는 설명에서, “연신”이라는 용어는 필름이 신장 또는 연장되는 실시예들과 관련해서 사용된다. 또한, 변형은 압축에 의해 일어날 수 있다는 것도 이해하여야 한다. 일반적으로, 연신 공정은 어느 한 유형일 수 있다. 연신 공정을 이용하여 1 개 이상의 물질에 분자 배향을 선택적으로 유발시킬 수 있다. 유발된 분자 배향을 이용하여 예를 들면 연신 방향에서의 영향받은 물질의 굴절율 변화, 또는 필름의 기계적 특성의 변경 등을 일으킬 수 있다. 연신에 의해 유발된 분자 배향의 정도는 필름의 목적하는 특성을 기초로 하여 제어될 것이며, 이에 대해서는 아래에서 충분히 설명한다.

본 발명의 한 실시태양에 따르면, 2 개 이상의 상이한 물질을 이용하여 광학 필름을 형성한다. 어떤 조건 하에서는 그 물질들 중 오직 한 물질만이 연신 중에 실질적으로 배향된다. 다른 조건 하에서는, 다른 물질 또는 두 물질 모두가 연신 공정에 의해 실질적으로 배향된다. 배향이 한 평면 방향으로는 두 물질의 굴절율 일치를 일으키고 다른 한 평면 방향으로는 실질적인 굴절율 불일치를 일으키는 경우, 그 필름은 광학 편광 필름의 제조에 특히 적합하다. 그 공정을 이용하여, 오직 한 평면축 방향으로만 실질적인 굴절율 불일치를 일으키는 방식으로 필름을 직교하는 2 개의 평면축 방향으로 연신시킴으로써 편광 필름을 제조할 수 있다.

본 발명의 여러 실시태양에 따르면, 한 평면축에 따른 굴절율이 실질적으로 일치하는 반면, 다른 한 평면축에 따른 굴절율이 실질적으로 불일치하는 광학 필름을 제조할 수 있다. 일치 방향은 편광체에 대해서 투과(통과) 방향을 형성하고, 불일치 방향은 반사(차단) 방향을 형성한다. 일반적으로, 반사 방향에서의 굴절율 불일치가 클수록, 그리고 투과 방향에서의 굴절율 일치가 근접할수록, 편광체의 성능이 더 양호하다. 게다가, 광학 필름의 광학적 성능을 개선시키기 위해 두 물질의 두께 방향 굴절율을 제어할 수 있다(예:일치시킬 수 있다)

한 물질의 굴절율은 파장의 함수(즉, 물질이 대표적으로 분산을 나타냄)라는 점이 인식될 것이다. 따라서, 굴절율에 대한 광학적 요건도 또한 파장의 함수이다. 광학적으로 계면이 형성된 두 물질의 굴절율의 비를 이용해서 두 물질의 반사능을 계산할 수 있다. 두 물질의 굴절율 차의 절대치를 그 물질들의 평균 굴절율로 나눈 값은 필름의 광학적 성능을 나타낸다. 이것은 정규화 굴절율 차라 일컬어질 것이다. 일반적으로, 일치된 평면 굴절율의 정규화 차가 존재하는 경우, 그 정규화 차가 약 0.05 미만, 더 바람직하게는 약 0.02 미만, 가장 바람직하게는 약 0.01 미만인 것이 바람직하다. 마찬가지로, 편광 필름의 두께 방향 굴절율의 어떠한 정규화 차도 약 0.09 미만, 더 바람직하게는 약 0.04 미만, 가장 바람직하게는 약 0.02 미만인 것이 바람직할 것이다. 몇몇 경우에서는, 다층 적층 구조에서 두 인접 물질의 두께 방향이 제어된 불일치를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 다층 필름의 두 물질의 z축 굴절율이 이러한 필름의 광학적 성능에 미치는 영향에 대해서는 1995년 3월 10일자로 출원된 미합중국 특허 출원 제 08/402,041 호(발명의 명칭: 광학 필름) 및 이와 동시에 출원된 미합중국 특허 출원들 (대리인 문서 번호 53544USA9A (발명의 명칭 : 색 이동 필름) 및 대리인 문서 번호 No. 53545USA7A (발명의 명칭 : 대역끝(bandedge)이 예리한 광학 필름))에 더 자세히 기재되어 있으며, 본 명세서에서는 이 출원들의 내용을 참조 인용한다.

편광체의 불일치된 평면 방향에서, 정규화 굴절율 차가 약 0.06 이상, 더 바람직하게는 약 0.09 초과, 가장 바람직하게는 약 0.11 초과인 것이 일반적으로 바람직하다. 더 일반적으로 말하자면, 이 차는 광학 필름의 다른 특징들을 유의하게 열화시키지 않고 가능한 한 큰 것이 바람직하다. 다층 쌍을 이용하는 경우, 본 발명의 몇몇 실시태양에 따르면, 한 층 쌍에서 각 층의 광학 두께는 1 차 반사를 최적화하기 위해서 동일하여야 한다. 여기서, 광학 두께는 물리적 층 두께와 주어진 파장에서의 굴절율의 곱이다. 다른 실시태양에서는, 더 높은 차수의 반사 피크가 요구되고, 이러한 반사를 최적화하는 동일하지 않은 광학 두께가 이용될 수 있다.

본 발명의 한 실시태양에 따르면, 동시압출된 두 폴리머 물질의 상이한 점탄성 특성을 이용하여 개선된 광학 필름이 제조된다. 점탄성은 폴리머의 기본 특성이다. 폴리머의 점탄성 특성을 이용하면, 점성 액체 또는 탄성 고체처럼 그것이 변형에 대해 반응하는 경향을 기술할 수 있다. 높은 온도 및(또는) 낮은 변형율에서, 폴리머는 연신될 때 분자 배향이 거의 또는 전혀 일어나지 않으면서 점성 액체처럼 유동하는 경향이 있다. 낮은 온도 및(또는) 높은 변형율에서, 폴리머는 분자 배향을 동반하면서 고체처럼 탄성적으로 연신되는 경향이 있다. 낮은 온도 공정은 대표적으로 무정질 폴리머 물질의 유리 전이 온도 근처이고, 한편 높은 온도 공정 은 일반적으로 유리 전이 온도보다 실질적으로 높다.

폴리머의 점탄성 특성은 일반적으로 폴리머 물질에서의 분자 이완율의 결과이다. 분자 이완율은 평균 최장 전체 이완 시간 (즉, 전체 분자 재배열) 또는 이러한 시간의 분포로 특성화될 수 있다. 평균 최장 이완 시간은 대표적으로 온도가 낮아짐에 따라 증가해서, 유리 전이 온도 근처에서 매우 큰 값에 접근한다. 또한, 평균 최장 이완 시간은 실용상의 목적상 대표적으로 사용되는 공정 시간 및 온도 하에서 이러한 최장 모드의 어떠한 이완도 억제하는 폴리머 물질내의 결정화 및(또는) 가교결합에 의해 증가될 수도 있다. 분자량 및 분포 뿐만 아니라 화학적 조성 및 구조(예: 분기 구조)도 또한 최장 이완 시간에 영향을 줄 수 있다.

특정 폴리머 물질의 평균 최장 이완 시간이 공정 연신 시간과 거의 동일하거나 또는 그보다 더 긴 경우, 그 물질에 연신 방향으로 실질적인 분자 배향이 일어날 것이다. 따라서, 고변형율 및 저변형율은 각각 물질을 평균 최장 이완 시간보다 더 짧은 시간 동안 또는 그보다 더 긴 시간 동안 연신시키는 공정에 대응한다. 공정의 연신 온도, 연신율 및 연신비를 제어함으로써 주어진 물질의 반응을 변경시킬 수 있는 것으로 인식된다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 연신 공정 동안 배향의 정도는 넓은 범위에 걸쳐서 정확하게 제어될 수 있다. 몇몇 연신 공정에서, 연신 공정은 필름의 적어도 한 방향에서의 분자 배향의 정도를 사실상 감소시키는 것이 가능하다. 예를 들면, 필름을 한 방향으로는 신장시키고 횡방향으로는 치수적으로 이완되게 할 수 있다. 이 공정은 횡방향의 초기 분자 배향을 감소시킬 수 있다. 따라서, 그 공정은 네가 티브 배향 공정일 수 있다. 연신 방향에서, 연신 공정에 의해 유발된 분자 배향의 범위는 실질적으로 배향이 일어나지 않은 것부터해서 약간의 비광학적 배향(예: 필름의 광학적 성능에 무시할 수 있을 정도의 영향을 주는 배향)이 일어나는 것, 그리고 다양한 정도의 광학적 배향이 일어나는 것까지이다.

광학적 배향의 상대 강도는 물질 및 필름의 상대 굴절율에 좌우된다. 예를 들면, 강한 광학적 배향은 주어진 물질들의 전체 고유 (정규화) 복굴절과 관련이 있을 수 있다. 별법으로, 연신 강도는 주어진 연신 공정 순서에서 물질들의 달성가능한 정규화 굴절율 차의 전체 양과 관련있을 수 있다. 명시된 분자 배향의 정도는 한 맥락에서는 강한 광학적 배향일 수 있고, 다른 맥락에서는 약한 광학적 배향 또는 비광학적 배향인 것으로 고려될 수 있다는 점도 또한 인식하여야 한다. 예를 들면, 제1 평면축을 따라서 일어나는 어느 정도의 복굴절은 제2 평면축을 따라서 일어나는 복굴절이 매우 크다는 맥락에서 보면 무시될 수 있는 것이다. 제2 평면축을 따라서 일어난 복굴절이 감소할 때, 제1 평면축을 따라서 일어난 약간의 배향이 더 광학적으로 우세하게 된다. 약간 또는 실질적인 광학적 분자 배향을 유발할 정도로 충분히 짧은 시간 및(또는) 충분히 낮은 온도에서 일어나는 공정은 각각 약한 또는 강한 광학적 배향을 일으키는 연신 공정이다. 분자 배향이 거의 또는 전혀 일어나지 않을 정도로 충분히 긴 시간 및(또는) 충분히 높은 온도에서 일어나는 공정은 각각 비광학적 배향을 일으키는 공정 또는 비배향 공정이다.

공정 조건에 대한 물질의 배향적/비배향적 반응을 고려하여 물질 및 공정 조건을 선택함으로써, 각 연신 공정의 축을 따라서 배향이 일어나는 경우, 배향의 정 도는 각 물질에 대해서 개별적으로 제어될 수 있다. 따라서, 각 물질이 각 축을 따라서 다양한 유형의 상기 분자 배향을 갖는 필름이 제조될 수 있다. 예를 들면, 제1 평면축을 따라서 강하게 또는 약하게 광학적 배향이 일어나고 제2 평면축을 따라서 비광학적 배향이 일어나거나 또는 비배향된 한 물질, 및 쌍축으로 광학적 배향이 일어난(예: 두 평면축을 따라서 광학적 배향이 일어난) 제2 물질을 갖는 필름이 제조될 수 있다. 쌍축 광학적 배향은 예를 들면 대칭 (예: 두 방향 모두에서 강한 또는 약한 광학적 배향이 일어남) 또는 비대칭 (예: 한 방향으로는 강한 광학적 배향이 일어나고 다른 한 방향으로는 약한 광학적 배향이 일어남)일 수 있다. 몇몇 공정에서는, 물질들 중 한가지 물질만 광학적 배향을 가질 수 있다.

특정 연신 공정에 의해 유발된 분자 배향의 정도는 그 자체가 생성되는 필름의 분자 배향을 반드시 가리키는 것은 아니다. 제2 연신 공정에서 추가의 분자 배향을 보상하거나 또는 보조하기 위해 한 물질에 대해서 제1 연신 공정에서 어느 정도의 배향이 일어나게 할 수 있다. 예를 들면, 제1 연신 공정은 제1 물질에 대해서는 강한 광학적 배향이 일어나게 하고, 제2 물질에 대해서는 비광학적 배향이 일어나게 할 수 있다. 제1 물질에 대해서는 약한 광학적 배향이 일어나게 하고 제2 물질에 대해서는 강한 광학적 배향이 일어나게 하는 제2 연신 공정이 이용될 수 있다(예: 제1 연신 공정으로부터 일어난 분자 배향이 제2 물질의 핵생성을 유발함). 이 경우, 제1 연신 공정에 의해 제1 물질에 유발된 배향은 제2 연신 공정에 의해 제1 물질에 유발된 배향보다 크다. 이 예에서, 생성된 필름의 제1 물질은 제1 연신 방향으로 강한 광학적 배향을 가지고, 한편 제2 물질은 제2 연신 방향으 로 강한 광학적 배향을 갖는다.

또다른 예에서, 광학 필름에 사용된 개별 물질의 점탄성 특성을 이용해서 다중 연신 공정에 의해 성분 물질들 중 하나는 쌍축(대칭 또는 비대칭) 광학적 배향이 일어나고 다른 한 성분 물질은 한 방향으로만(단축) 광학적 배향이 일어난 필름을 제조할 수 있다. 이러한 광학 필름은 한 물질에 대해서는 광학적 배향이 일어나게 하고 제2 물질에 대해서는 배향이 일어나지 않게(또는 비광학적 배향이 일어나게) 하도록 제1 연신 공정의 조건을 선택함으로써 제조될 수 있다. 제2 연신 공정의 조건은 두 물질에서 광학적 배향이 일어나도록 선택될 수 있다. 그 결과, 제1 물질에서는 제2 방향으로만 광학적 배향이 일어나는 반면, 제2 물질에서는 제1 및 제2 방향으로 광학적 배향이 일어난 필름이 생성될 것이다. 이러한 공정의 여러 잇점은 후술하는 여러 실시태양, 실시예 및 방법에서 예증된다.

가능한 여러가지 물질 및 공정 실시태양에 대한 융통성 및 폭은 이 목적을 위해 전개된 배향 도표를 제작함으로써 이해될 수 있다. 이 도표들을 이용해서 소정의 갯수의 공정 단계 후의 여러 물질의 광학적 배향 상태를 기술할 수 있다. 배향 도표는 다음과 같이 제작된다. 첫째, 물질의 평면 굴절율을 기술하는 1 세트의 축을 그린다. 굴절율이 항상 양의 값을 갖는 경우에는, 그 도표에 제1 사분면만 필요하다. 제1 평면 (연신) 방향에서의 굴절율은 y축으로 나타내고, 제2 평면 (연신) 방향에서의 굴절율은 x축으로 나타낼 수 있다. 두 축 사이에서 연장하는 45°대각선은 가능한 평면 등방성 상태를 나타낸다. 대표적인 방법에서, 광학 필름에 사용된 물질은 초기에는 등방성일 수 있고, 이 선 상에 점으로 나타낼 수 있다. 몇몇 경우, 물질들은 배향 상태에서 시작할 수 있다. 이들 경우 중 다수의 경우에서, 사전 공정 단계, 예를 들면 주조 단계가 이 배향의 원천일 수 있다(그리고, 도표 작성은 이 사전 단계에서 시작될 수 있다). 배향 도표는 그 물질들의 배향 상태를 나타낸다. 예를 들면, 제2A 도는 632.8 nm에서 등방성 굴절율이 1.625 및 1.643인 초기에는 등방성인 두 폴리머(예: 70% PEN 및 30% PET 서브유닛으로 이루어진 폴리에스테르 coPEN 및 PEN 호모폴리머)의 경우를 예시하는 배향 도표이다.

가능한 공정 단계는 다른 평면 방향을 본질적으로 일정하게 유지시키면서 한 방향으로 필름을 연신시키거나(예: 통상의 장포기(tenter)에서 연신), 다른 평면 방향은 치수적으로 이완시키면서 한 방향으로 연신시키거나(예: 통상의 길이 배향기(orienter)에서 연신), 또는 동일하게 또는 동일하지 않게 양방향으로 동시에 연신시키는(예: 동시 쌍축 장포기에서 연신) 것을 포함하지만, 이러한 것으로 한정되지는 않는다. 이 공정들의 다양한 공정 순열 또는 조합이 이용될 수 있다(예: LO/장포기, 장포기/LO, 쌍축 장포기/LO, 압축 등).

주어진 단계가 몇개이든 그 단계들을 거친 후, 물질들은 제1 연신 방향으로 단축 배향 (u), 제2 연신 방향으로 횡방향 단축 배향 (t), 또는 평면 방향으로 쌍축 배향 (b) (평면 방향이라는 것은, 평면외 두께 방향으로의 단축 압축이 쌍축 연장 평면 형태이기 때문임)을 포함하는 다양한 배향 상태 중 어느 하나의 상태로 존재한다는 것을 알 수 있다. 다른 배향 공정도 가능하다. 예를 들면, 평면외 단축 연장은 평면에 쌍축 압축(즉, 역으로 쌍축 연장)으로 나타날 것이다. 물질은 포지티브 복굴절성(P)이어서 물질의 굴절율이 연신 방향에서 증가하거나, 또는 네 가티브 복굴절성(N)이어서 물질의 굴절율이 연신 방향에서 감소할 수 있다. 제2B 도는 단축 배향 포지티브 복굴절성 물질 (201)(uP), 횡방향 단축 배향 포지티브 복굴절성 물질 (203)(tP), 쌍축 배향 포지티브 복굴절성 물질 (205) (bP), 및 네가티브 복굴절성 유사 물질 (202)(uN), (204)(tN), (206)(bN)을 포함하는 여러 물질의 다양한 배향 상태를 예시한다. 굴절율이 일치하는 방향은 상이한 연신축을 표시하는 별개의 숫자로 나타낼 수 있다. 제2B 도에서, 쌍축 상태는 제1 사분면 및 제3 사분면 그림의 일반적인 형상을 취하는 한편, 단축 상태(u 및 t)는 제2 사분면 및 제4 사분면 그림의 형상을 갖는다. 물질 상태 도표에서 화살표의 길이는 등가 등방성 상태로부터의 굴절율의 변화를 나타내고, 그림의 정점은 등가 등방성 상태의 굴절율이다. 제1 접근으로서, 등가 등방성 상태는 초기 등방성 물질의 굴절율 상태이다. 등가 등방성 상태로부터의 두께 또는 z축 굴절율의 부호 변화를 나타내기 위해 정점에서 플러스 또는 마이너스 부호 (+/-)가 사용될 수 있다. 또한, 제2C 도에서처럼 z축 굴절율을 명백하게 기술하기 위해 3 차원 배향 도표도 이용될 수 있다. 마지막으로, 단축 연신과 쌍축 연신 사이의 전이에서, 제2의 화살표는 정점쪽으로 줄어들 수 있고, 따라서 도표를 주연신 방향으로 단일 화살표로 감소시킬 수 있다.

배향 도표를 이용하여 다양한 공정 선택으로부터 얻어진 광학 필름을 도식적으로 나타낼 수 있다. 적합한 물질을 이용하여 두 배향 상태를 어떠한 조합으로든 조합하여 최종 제품을 제조할 수 있다. 상이한 배향 상태의 조합을 예시하는 여러 실시예가 이후에 제공된다. 그러나, 본 발명은 제공된 실시예로 한정되는 것으로 여겨서는 안된다. 제2D 도의 배향 도표는 제2A 도에 나타낸 등방성 상태를 갖는 물질들의 단축 연신의 경우를 예시하고, 결과적으로 uP-uP-2 배향 도표를 나타내고 연신 조건 및 물질은 편광체를 형성하도록 선택된다. 제2E 도는 단축 연신의 경우에 포지티브 및 네가티브 복굴절성 물질쌍의 단축 연신의 경우를 예시하고, 결과적으로 uP-uN-2 배향 도표를 나타낸다(예: PEN 및 신디오택틱 폴리스티렌). 이들 경우, 배향 도표는 첫째, 가장 높은 등가 등방성 상태를 갖는 물질을 나타내고, 둘째, 가장 낮은 등가 등방성 상태를 갖는 물질을 나타내고, 마지막으로, 일치 방향, 여기서는 제2 또는 비연신 평면 방향을 나타낸다. 기타 다른 일치 표시로는 제1 연신 평면 방향에서 일치하는 경우 “1”, 평면 방향에서 일치하지 않는 경우“0”을 포함한다. 제1 물질 및 제2 물질의 평면외 z축 굴절율에 조건(일치 또는 차)를 명시하기 위해 또다른 일치 표시 “+”, “-”또는“0”도 추가될 수 있다. 도시된 양자의 경우(제2D 도 및 제2E도), 그 결과는 x 축 방향으로 투과(통과)축, y축 방향으로 반사(차단)축을 갖는 편광체이다.

배향 도표가 주어지면, 한 방법의 질적인 효과가 식별될 수 있다. 포지티브 복굴절성 물질을 연신시키면 연신 방향으로 배향 도표의 포지티브 길이가 늘어난다. 연신 동안 다른 물질 배향 공정(예: 결정화 또는 다른 상 전이)이 일어나지 않는다면, 단축 연신은 비연신 방향 및 z 방향에서 배향 도표의 포지티브 길이를 유지 또는 감소시키는 경향이 있다. 쌍축 연신은 두 평면 방향을 증가시키는 경향이 있기 때문에, 등가 등방성 상태가 일정하게 유지되는 한(예: 결정화로 인한 치밀화가 일어나지 않음), z축 굴절율이 감소하는 경향이 있다. 네가티브 복굴절성 물질의 경우에는 이와 반대되는 변화가 일어난다. 예를 들면, 제2F 도는 등방성 굴절율 (211)을 갖는 포지티브 복굴절성 물질이 2 단계 쌍축 연신 공정에 대해 어떻게 반응하는가를 보여준다. 그 물질을 y축 방향으로 제1 연신된다. 제1 연신 후, 그 물질은 평면 굴절율 (213) 및 (215)를 갖는 단축 배향 상태를 보인다. 그 물질이 x 축 방향으로 연신되는 경우, 제1축 굴절율은 감소하여 (217)이 되고, 그 물질의 x축 굴절율은 증가하여 (219)가 된다. 적당한 연신 조건이 있는 이러한 방법을 이용하면, x축 및 y축 각각의 축의 굴절율의 알짜 변화가 실질적으로 동일하도록 물질을 연신시키는 것이 가능하다. 대표적으로, 다른 배향 또는 치밀화 공정이 없는 경우, z축 굴절율은 각각의 연신 공정 동안 계속해서 감소할 것이다.

다중 연신 공정이 다수의 물질에 미치는 효과를 제2G 도 내지 2I도를 참조하여 예시한다. 제2G 도는 두개의 포지티브 복굴절성 물질의 제1 단축 연신 후의 배향 도표를 보여준다. 그 결과는, 제1 물질에 강한 배향이 일어나고 제2 물질에 약한 배향이 일어난 uP-uP-O 도표이다. 제2H 도는 제2 방향 연신 동안 uP-tP-2 배향 상태 도표로 진행한 것을 보여준다. 후자의 경우는 목적하는 최종 제품일 수 있다(예: 최종 연신 방향을 따라서 투과 방향을 갖는 편광체). 마지막으로, 제2I 도는 최종 bP-tP-2 배향 상태로 진행한 것을 보여준다. 또, 이것은 결과적으로 최종 연신 방향(x축)을 따라서 투과 방향을 갖는 편광체가 얻어진다. 제1 물질에는 강한 쌍축 배향이 일어나고, 한편 제2 물질에는 강한 단축 배향이 일어나 있다.

연신 공정이 물질의 배향 변화를 우선적으로 근사하게 정의하지만, 결정화와 같은 치밀화 또는 상 전이와 같은 부차적인 공정도 또한 배향 특성에 영향을 줄 수 있다. 극단적인 물질 상호작용(예: 자기 회합 또는 액상 결정 전이)이 있는 경우, 이러한 효과가 최우선적으로 가장 중요할 수 있다. 대표적인 경우, 예를 들면, 폴리머 분자의 주쇄 골격이 유동에 따라 정렬되는 경향이 있는 연신된 폴리머의 경우, 변형에 의해 유발된 결정화와 같은 효과는 배향 특성에 대해 부차적인 영향만 미친다. 그러나, 변형에 의해 유발된 다른 결정화는 이러한 배향의 강도에 유의한 영향을 미친다(예를 들면, 약한 배향을 일으키는 연신을 강한 배향을 일으키는 연신으로 전화시킬 수 있다).

일반적으로, 결정화를 수반할 수도 있는 치밀화는 물질의 평균 또는 등가 등방성 굴절율을 증가시키는 경향이 있다. 이러한 효과는 대표적으로 작지만, 처리 공정에 따른 배향 변화의 특성을 모호하게 한다. 예를 들면, 폴리에스테르와 같은 단축 배향 물질은 결정화도를 증가시키기 위해 열경화시킬 수 있다. 이것은 z축 굴절율을 감소시키는 것보다 더 많이 평면 굴절율을 증가시킬 수 있다. 무정질 등방성 굴절율과 비교해 볼 때, 얻어진 굴절율은 쌍축 배향으로의 전환을 제시하는데 반하여, 실제 변화는 최종 반결정성 물질의 등가 등방성 상태의 이동이다. 이것은 제2J 도에 물질 그림이 제1 위치 (221)로부터 등방성 선 위쪽으로 제2 위치(222)로 움직인 것으로서 예시되어 있다. 최종 물질의 등가 등방성 굴절율은 여러 방법으로 최종 굴절율을 이용하여 평가될 수 있다. 예를 들면, 단순 평균이 이용될 수 있다. 별법으로, 등방성 국소장을 취하여 분극성을 보존하는 로렌쯔-로렌쯔(클라우시우스-모세티)의 비등방성 버전이 이용될 수 있다.

결정화 및 공정에 의해 유발된 다른 전이도 또한 추가의 배향 효과를 제공할 수 있다. 예를 들면, PEN 및 PET를 포함한 많은 폴리에스테르의 비연신 방향의 굴절율은 두께 방향보다는 평면 방향 치수를 우선적으로 유지시키는 단축 연신 동안 단조적으로 변화하지 않는다. 결정의 배향이 일어날 수 있는(아마도, 방향족 고리의 평탄화를 일으키는 유동 하에서 비등방성 결정의 회전 및 결정의 성장 속도에 제공되는 기하학적 고려 때문임) 것처럼 보일 것이다. 이것은 관찰된 바와 같이 z축 굴절율을 희생하고 비연신 평면 굴절율의 증가를 초래할 것이다. 따라서, 이 결정 배향 공정은 단축 연신 동안 동일하지 않은 쌍축 광학적 배향을 일으키는 낮은 수준의 횡배향을 제공할 수 있다. 결정 성장을 촉진하는 열경화와 같은 후속 공정 단계도 또한 현존하는 결정 질서 때문에 배향 공정일 수 있다.

제1B 도는 본 발명의 한 실시태양에 따라 제조된 다층 광학 필름 (111)을 예시한다. 제1B 도에서 필름 (111)은 제2 복굴절성 물질층 (115)와 동시압출된 제1 복굴절성 물질층 (113)을 포함한다. 제1B 도에는 오직 두개의 층만이 예시되고 일반적으로 기술하고 있지만, 이 방법은 물질이 몇개이든 여러 개의 상이한 물질로부터 제조된 수십만개의 층을 갖는 다층 광학 필름에 응용될 수 있다. 다층 광학 필름에 대한 일반적인 토의는 상기에서 참조된 공동 양도된 특허 출원 제 08/402,041 호 및 대리인 문서 번호 53544USA9A 및 53545USA7A에 제공되어 있다.

필름 (111)의 두 물질 (113) 및 (115)의 연신 행동을 적어도 부분적으로 개별화시키기 위해 점탄성 특성을 갖는 물질이 선택될 수 있다. 연신 행동을 개별화시킴으로써, 물질의 굴절율 변화를 독립적으로 제어할 수 있고, 따라서 상이한 두 물질에 대해 다양한 조합의 배향 상태를 얻을 수 있다. 이러한 방법에서는, 상이 한 두 물질이 동시압출된 다층 필름의 인접 층을 형성한다. 주조 공정 동안에 약간의 배향이 의도적으로 또는 고의적으로 압출된 필름에 도입될 수도 있긴 하지만, 동시압출된 층들의 굴절율은 대표적으로 초기 등방성을 갖는다(즉. 각 축을 따라서 굴절율이 동일함). 일례의 실시태양에서는, 두 물질 중 한 물질에서는 광학적 배향이 일어나고 다른 한 물질에서는 비광학적 배향이 일어나거나 또는 배향이 일어나지 않는 조건 하에서 필름이 제1 방향(예: y축 방향)으로 연신될 수 있다. 이 경우, 물질 중 한 물질은 제1 연신 (예: y축) 방향으로 분자 배향을 취하고, 한편 다른 한 물질은 실질적으로 등방성이 유지된다. 이어서, 두 물질에서 광학적 배향이 일어나도록 선택된 조건 하에서 제2 방향(예: x축 방향)으로 제2 연신 공정이 수행될 수 있다. 이 예에서, 한 물질은 제2 연신 방향(예: x축)으로만 실질적인 분자 배향을 갖고, 한편 다른 물질은 양방향(예: x 및 y축)으로 실질적인 분자 배향을 갖는다.

상기 방법에서, 물질의 굴절율을 제어하기 위해 보다 큰 융통성이 제공된다. 물질이 연신될 때, 물질의 z축 방향 굴절율이 영향받을 수 있다. 폴리머 물질이 한 방향으로 연신될 때, 연신된 폴리머의 근사 비압축성 (부피 보존)은 그 물질이 나머지 두 직교 방향 중 한 방향 또는 양방향으로 치수 수축이 일어나게 할 수 있다. 연신 조건이 한 방향의 치수를 속박하는 경우, 더 많은 치수 수축이 제3 방향에서 일어날 것이다. 예를 들면, 폴리머 필름이 예를 들면 통상의 장포기를 이용하여 제1 방향으로 연신되는 경우, 제조 공정은 본질적으로 비연신 평면 치수를 변함없이 유지시킨다. 이로 인해 거의 모든 치수 감소가 두께 방향에서 일어나서 z축 굴절율을 변화시킨다. 폴리머 필름이 예를 들면 길이 배향기(예: 상이한 속도의 롤러들로 구성됨)를 이용하여 제1 방향으로 연신되는 경우, 제조 공정은 본질적으로 비연신 평면 치수를 변함없이 유지시킬 수 있거나 또는 이 방향의 수축 또는 넥다운(neckdown)을 일으킬 수 있다. 상기 공정을 이용하여, 또한 물질의 상대 z축 굴절율도 조정할 수 있다. 다음 토의는 z축 굴절율을 조정함으로써 얻어지는 잇점을 예시한다.

반사 편광체를 형성하는 한가지 방법은 제1 복굴절성 물질, 및 연신 공정 동안 일정하게 유지되는 등방성 굴절율을 갖는 제2 비복굴절성 물질을 이용한다. 제2 물질로는 제1 물질의 비연신 평면 굴절율과 일치하는 등방성 굴절율을 갖는 것이 선택된다. 이 방법에서, 배향된 물질의 두께 방향 굴절율 변화의 결과로 두 물질의 z축 굴절율의 불일치가 발생할 수 있다. 다층 필름에서 z축의 중요성은 위에서 참조된 미합중국 특허 출원 제 08/402,041 호에 기재되어 있다.

본 발명의 한 실시태양에 따르면, 물질 및 공정 조건을 선택할 때 두께 방향(z축) 굴절율의 변화가 고려된다. 물질의 여러 특성을 이용함으로써, 두 물질의 z축 굴절율의 불일치가 목적하는 대로 감소 또는 제거될 수 있다. 게다가, 필름이 연신될 때 두 물질의 반응을 개별화시키면, 평면 굴절율 뿐만 아니라 상대 z축 굴절율도 목적하는 수준으로 조정할 수 있다.

증진된 광학적 특성 이외에, 형성된 필름의 개선된 기계적 특성을 얻는 데도 광학적 배향 및 비광학적 배향 (또는 비배향) 연신 공정의 조합을 이용할 수 있다. 적어도 한 물질이 쌍축 분자 배향을 나타내는 경우, 한 방향으로만 연신된 필름에 비해 개선된 내파열개시성이 얻어진다. 따라서, 본 발명의 한 특정 실시태양에 따르면, 필름의 기계적 특성을 개선시키기 위해 광학 편광 필름에 적어도 하나의 쌍축 배향 물질이 제공된다. 개선된 기계적 특성에는 예를 들면 편광 필름의 증진된 권취성 및 전환성이 포함된다. 또한, 쌍축 배향 물질의 존재는 내파열개시/진행성을 포함하여 필름의 강성을 개선시키는 경향이 있다.

물질들 중 적어도 일부의 쌍축 배향 또는 교차 단축 배향도 또한 수축 뿐만 아니라 열적 및 흡습성 팽창을 포함하여 치수 안정성을 증진시킬 수 있다. 치수 안정성은 종종 최종 용도, 예를 들면 액정 디스플레이에서 중요하다. 예를 들면, 평면 팽창에 대한 속박은 평면외 뒤틀림 또는 휨을 초래할 수 있고, 이는 디스플레이의 유용성을 감소 또는 상실시키는 결과를 가져온다. 본 발명의 한 실시태양에 따른 쌍축 배향 편광체는 이러한 문제를 크게 감소시키거나 또는 제거한다. 또한, 여러 기계적 특성의 방향적 특징이 달라질 수 있다는 것도 주목하여야 한다. 예를 들면, 최대 내파열성 또는 최대 열팽창성의 방향은 최종 연신 방향과 동일하거나 또는 최종 연신 방향에 대해 수직일 수 있다. 몇몇 경우에서, 물질 선택 및 공정은 예를 들면 (다층 필름의 내부 보호 경계층 및) 표피층의 조성 및 상대 두께의 제어 뿐만 아니라 광학 물질의 배향의 제어에 의해 이러한 방향 및 크기에 맞도록 선택할 수 있다.

필름 중의 비광학 물질(예: 보호 경계층, 표피층, 중개층 등)에 쌍축 특성을 줌으로써 광학 필름에 개선된 기계적 특성을 줄 수 있다. 예를 들면, 교대로 배치된 층들이 제1 복굴절성 물질 및 제2 비복굴절성 등방성 물질을 포함하는 다층 구조가 제조될 수 있다. 또한, 그 필름은 1개 이상의 배향성 보호 경계층 또는 표피층을 포함할 수 있다. 이러한 필름은 광학층의 제1 물질에 광학적 배향을 유발시키지 않고 제1 연신 방향으로 비광학 물질을 배향시키지 않는 조건하에서 제1 방향에 대해 처리될 수 있다. 이어서, 필름은 광학층의 복굴절성 물질 및 비광학 물질을 배향시키는 조건하에서 제2 방향에 대해서 처리될 수 있다. 얻어진 필름은 필름의 광학적 부분을 형성하는 등방성 물질 및 단축 광학적 배향 복굴절성 물질의 인접층들, 및 적어도 하나의 쌍축 배향 비광학층(예: 보호 경계층 또는 표피층)을 갖는다.

쌍축 배향이 유발된 비광학 물질도 또한 블렌드 광학 필름에 사용될 수 있다. 예를 들면, 1개 이상의 중개층(이후 상세히 기술함)은 블렌드의 적어도 광학 물질이 본질적으로 단축 배향되는 연신 조건 하에서 쌍축 연신 공정을 이용하여 쌍축 배향될 수 있다. 이러한 제조 방법으로는, 5층 필름이 제조될 수 있다. 필름은 ABABA형(여기서, A 층은 비광학적 중개층이고, B 층은 광학적 블렌드층임)일 수 있다. 이런 필름에서, 각 중개층은 동일 또는 상이한 구조일 수 있다. 마찬가지로, 여러 광학 블렌드 층도 동일 또는 상이한 구조일 수 있다. 이러한 필름은 1개 이상의 중개층을 쌍축 배향시키는 한편 블렌드 층의 적어도 한 물질을 단축 배향시키는 조건 하에서 처리될 수 있다. 상이한 물질 및 층을 이용하여, 강한 쌍축 배향, 약한 쌍축 배향 및 단축 배향의 다양한 조합을 얻을 수 있다.

상기 예들이 예시하는 바와 같이, 본 발명의 한 특징에 따르면, 2개 이상의 상이한 복굴절성 물질이 사용되고 그 중 한 물질이 필름의 비광학적 부분에 혼입된 광학 필름이 제조될 수 있다. 두 물질은 광학 필름으로 동시압출될 수 있고, 그 필름은 목적하는 광학적 성능을 얻기 위해 후속 처리된다. 이러한 동시압출된 필름은 필름의 비광학적 부분의 복굴절성 물질이 쌍축 배향되고, 한편 필름의 광학적 부분의 복굴절성 물질이 단축 배향되도록 처리될 수 있다. 이러한 필름에서는, 필름의 광학적 성능에 유의한 영향을 주지 않고 개선된 기계적 특성을 얻을 수 있다.

또한, 필름의 쌍축 신장은 물질 선택에 있어서 보다 많은 자유를 허용한다. 통상의 단축 신장 편광체에서, 한 물질은 다른 (변형에 의해 유발된 복굴절성) 물질의 비신장 방향과 일치하는 등방성 굴절율을 갖는 것으로 선택된다. 연신된 복굴절성 물질의 굴절율은 몇몇 경우에서는 꽤 높아서, 등방성 물질로서 사용할 수 있는 물질의 갯수를 제한한다. 대조적으로, 필름이 쌍축 신장되기 때문에, 변형에 의해 유발된 복굴절성을 갖는 두 개의 상이한 물질이 사용될 수 있다. 예를 들면, 신장되었을 때 평면 굴절율이 다른 물질의 비배향 (비광학적 배향) 평면 굴절율과 일치하는 등방성 굴절율이 낮은 필름이 사용될 수 있다. 다시 말해서, 한 물질의 평면 굴절율을 다른 물질의 비배향 평면 굴절율과 일치하도록 증가시킬 수 있다 (예를 들면, 제2 복굴절성 물질의 두께 방향 굴절율이 쌍축 신장 공정의 결과로 감소되도록 함으로써). 또다른 실시태양에서는, 연신 후 평면 굴절율이 다른 물질의 가장 높은 굴절율과 일치하는 제2 물질이 사용될 수 있다. 여러 예에서 굴절율을 포지티브 복굴절성 물질과 관련해서 기술하였지만, 명세서 전반에 걸쳐 기재된 개념은 또한 네가티브 복굴절성 물질(또는 포지티브 및 네가티브 복굴절성 물질의 혼합물)에도 적용될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.

아래에서 제공되는 구체적인 실시예로부터 인식되는 바와 같이, 쌍축 연신된 필름에 사용되는 특정 물질은 필름의 열경화를 허용하는 것이 선택될 수 있다. 필름을 열경화시킬 수 있는 능력 뿐만 아니라 상기 필름의 개선된 기계적 특성 때문에, 필름은 코팅과 같은 후속 공정 작업 및 다양한 최종 용도 기능에 매우 알맞게 적합하다. 또한, 필름의 열경화는 많은 이러한 필름의 광학적 성능을 개선시킬 수있다.

필름의 쌍축 신장은 물질 선택에 있어서 보다 많은 자유를 허용할 뿐만 아니라 최종 제품의 성질을 제어하는 데 있어서 보다 많은 융통성을 허용한다. 단일 연신 단계의 대표적인 경우에서, 제2 등방성 물질의 굴절율은 제1 복굴절성 물질의 낮은 굴절율과 일치한다. 제1 포지티브 복굴절성 물질의 경우(즉, 신장함에 따라 평면 신장 방향을 따라 굴절율이 증가하는 물질), 연신 방향과 수직을 이루는 낮은 제2 평면 굴절율의 일치는 단일 연신 방향으로 최대 굴절율 차, 따라서 최대 반사(차단 상태)가 일어나는 편광축을 갖는 편광체를 얻게 한다. 단일 연신 단계를 이용하여 제2 등방성 물질의 굴절율을 제1 복굴절성 물질의 높은 굴절율과 일치시키는 것이 가능하다. 이것은 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르를 제1 복굴절성 폴리머로서 사용하고 632.8 nm에서의 굴절율이 약 1.68인 폴리비닐 나프탈렌 또는 폴리비닐 카르바졸을 제2 등방성 폴리머로서 사용함으로써 달성될 수 있다. 이러한 필름에서, 단일 연신 방향과 수직인 방향으로 최대 굴절율 차, 따라서 최대 반사(차단 상태)가 일어나는 편광축을 갖는 편광체가 제조될 수 있다. 본 발명의 상기 특징에 따라 단일 연신 단계가 이용될 때, 이러한 편광 체를 제조하는 데 사용될 수 있는 물질의 갯수는 제한되어 있다(예를 들면, 필요한 높은 굴절율을 갖는 몇가지 등방성 물질이 광학 필름에 적합하다).

네가티브 복굴절성 제1 물질(예를 들면, 평면 신장 방향에 따라 굴절율이 감소하는 물질)을 사용하는 다른 단일 연신의 경우, 등방성 물질과 연신 방향과 수직인 높은 제2 평면 굴절율의 일치는 물질 선택의 관점에서 더 용이할 수 있다. 예를 들면, 신디오택틱 폴리스티렌 및 나프탈레이트, 테레프탈레이트 및 이소프탈레이트 서브유닛으로 이루어진 코폴리에스테르가 632.8 nm에서 1.57 내지 1.64의 등방성 굴절율을 달성하기 위해 제2 등방성 폴리머로서 사용될 수 있다. 이것은 연신 방향과 수직인 투과축을 갖는 편광체를 생성시킨다. 연신 방향을 따라 투과축을 갖는 편광체를 제조하기 위해서는, 상이한 폴리머들을 네가티브 복굴절성 연신 폴리머의 낮은 굴절율이 일치되도록 선택하여야 한다. 등방성 폴리머가 사용될 수 있다. 별법으로, 연신 방향 굴절율을 일치시킴으로써 높은 등방성 굴절율을 갖는 네가티브 복굴절성 물질을 낮은 등방성 굴절율을 갖는 포지티브 복굴절성 물질과 함께 사용할 수 있다(예를 들면, 신디오택틱 폴리스티렌을 여러가지 폴리아크릴레이트 또는 폴리올레핀과 함께 사용). 마지막으로, 이와 같은 방법은 적당한 네가티브 복굴절성 물질을 필요로 한다.

본 발명의 또다른 특징에 따르면, 공정 조건을 제어하여 반사축 및 투과축을 변화시키는 다중 연신 공정이 이용될 수 있다. 한 실시태양에 따르면, 상이한 쌍축 2단계 연신 공정에 동일 물질(예를 들면, 폴리에틸렌 나프탈레이트 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트)을 사용하여 상이한 다층 광학 필름(하나는 반사축이 제2 연신 에 대해 선형이고, 다른 하나는 반사축이 제1 연신에 대해 선형임)이 형성될 수 있다. 하기 실시예에서 더 자세히 예시되는 바와 같이, 두 물질이 변형에 의해 유발된 복굴절성 물질일 수 있기 때문에, 쌍축 배향 제2 물질의 평면 굴절율을 양자 모두 증가시켜서 단축 광학적 배향 물질의 높은 평면 굴절율과 일치시킬 수 있다. 이 방법은 물질 선택에 있어서 보다 많은 융통성을 제공하고 반사 및 투과축에 대해 보다 많은 제어를 가능케 한다.

광학 편광체의 반사 및 투과축 배향의 제어는 많은 잇점을 제공한다. 제3 도에 도시된 바와 같이, 여기에 기재된 유형의 반사 편광체 (301)을 흡수 편광체 (303)과 결합시키는 것이 종종 바람직하다. 이러한 결합은 양호한 전체 편광 효율을 제공한다. 본 발명의 반사 편광체를 통상의 흡수 편광체와 결합시킴으로써 얻어지는 잇점은 필름 권취 방향에 대한 반사 편광체의 반사축을 흡수 편광체의 소광축에 일치하도록 의도적으로 만들 수 있다는 점이다. 본 발명의 한 실시태양에서는, 대표적인 흡수 편광체의 것에 일치하는, 필름 권취 방향에 대한 반사축(305)를 갖는 반사 편광체가 제조될 수 있다. 필름 권취 방향에 대한 반사 편광체 및 흡수 편광체의 각각의 반사 및 소광축 (305)(및 각각의 투과축 (306))을 일치시키면 후속 공정 및 적층이 용이하다. 예를 들면, 웹의 횡(橫) 방향(crossweb; TD) 반사축이 아니라 웹의 종(縱) 방향(downweb; MD) 반사축을 갖는 반사 편광체를 웹의 종 방향(MD) 소광축을 갖는 대표적인 이색성 편광체에 롤-투-롤 적층시키는 것을 이용함으로써 두 필름을 적층시킬 수 있다(예를 들면, 요오드로 착색되고 브롬산으로 고착된 대표적인 폴리비닐 알콜(PVA) 길이 배향 필름으로부터 이색성 편광체를 제조하는 것과 같이).

반사 편광체의 통과 및 반사(차단) 방향을 제어하는 능력도 또한 반사 편광체 및 흡수 편광체의 동시 배향을 허용한다. 한 실시태양에서, 배향성 흡수 편광체(예를 들면, PVA 코팅 및 흡수 염료를 사용함)를 제1 및 제2 배향 공정 사이에서 필름에 이용될 수 있다. 흡수 편광체는 제2 배향 공정에 의해 배향된다. 이러한 방법이 이용되는 경우, 몇몇 경우에서, 흡수 편광체의 차단축은 반사 편광체의 투과축과 일직선을 이룰 수 있다. 본 발명에서는, 반사(차단)축 및 투과축을 제어함으로써, 흡수 편광체 및 반사 편광체가 효과적으로 배열될 수 있다.

제1 LO 연신 공정은 예를 들면 제1 축에 대해 필름을 배향시키는 데 이용될 수 있다. 이어서, 필름을 적당한 코팅으로 코팅시키고, 이어서 장포기에서 배향시킬 수 있다. 장포기에서의 배향은 제2 연신 공정축에 대해서 흡수 편광체 및 반사 편광체 양자 모두를 배향시키는 기능이 있다. 이 공정에 사용하기에 특히 적당한 코팅 공정 및 물질은 본원과 동시에 출원된 미합중국 특허 출원(대리인 문서 번호 53588USA7A (발명의 명칭 : “이색성 편광체 및 다층 광학 필름을 갖는 광학 장치”) 및 대리인 문서 번호 53546USA5A(발명의 명칭: “이색성 편광 필름 및 그 필름을 포함하는 광학 편광체”)에 기재되어 있고, 이 내용을 본 명세서에서는 참조 인용한다.

또다른 실시태양에서, 필름의 1 개 이상의 층이 1 개 이상의 염료, 이색성 염료, 안료, 또는 편광빛을 우선적으로 흡수하는 기타 다른 첨가제를 함유할 수 있다. 이러한 필름은 흡수 편광체 및 반사 편광체의 조합된 성능을 얻는다. 다층 필름에서, 첨가제는 별개의 층으로 형성될 수 있거나 또는 적어도 일부 층의 제1 또는 제2 물질 중의 하나에 혼합될 수 있다. 첨가제를 광학층 내로 혼합시킬 때, 몇몇 경우, 연신 공정 중의 한 공정 동안(예: 제1 연신) 광학적 배향이 일어나지 않는 (비배향된) 물질 내로 첨가제를 혼합시키는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 첨가제를 블렌드 필름과 결합시키는 것도 바람직할 수 있다. 블렌드 필름을 흡수 첨가제를 혼입한 별개의 층과 결합시켜서 흡수 및 반사 편광 필름을 얻을 수 있다. 첨가제는 또한 또는 별법으로 블렌드 필름의 두개의 상 중 한 상에혼합될 수 있다. 예를 들면, 첨가제는 블렌드 필름의 분산상 내로 혼입될 수 있다. 또한, 블렌드 필름은 블렌드 구조의 2 개 이상의 별개의 층으로 제조될 수 있다. 흡수 첨가제는 적어도 하나의 층의 하나의 상에 혼합될 수 있으며, 적어도 다른 하나의 층에는 첨가제가 없을 수 있다. 최종 필름은 흡수 및 반사 편광 특성 양자 모두를 나타낸다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 블렌드 광학 필름에 응용될 수 있다. 대표적인 블렌드 필름에서, 두 개 이상의 상이한 물질의 블렌드가 사용될 수 있다. 두 개 이상의 물질의 특정 축 굴절율의 불일치를 이용하여 그 축을 따라서 편광되는 입사광이 실질적으로 산란되게 할 수 있으며, 결과적으로 유의한 양의 반사가 일어난다. 2개 이상의 물질의 굴절율이 일치되는 축 방향에서 편광되는 입사광은 훨씬 적은 산란도로 투과될 것이다. 물질의 상대 굴절율을 제어함으로써, 반사 편광체, 거울 등을 포함하여 다양한 광학 장치가 제조될 수 있다. 블렌드 필름은 많은 상이한 형태를 취할 수 있다. 예를 들면, 블렌드는 연속상 내에 분산상이 존재하는 형태로 형성될 수 있거나 또는 공존 연속상(co-continuous phase) 형태로 형성 될 수 있다. 구체적인 실시예가 이하에 제공되긴 하지만, 본 발명은 여러 유형의 블렌드 필름에 응용될 수 있다. 여러 가지 블렌드 필름의 일반적인 제조 및 광학 특성은 공동 양도된 미합중국 특허 출원 제 08/610,092 호(출원일 : 1996년 2월 29일, 발명의 명칭 : “제1 복굴절성 상 및 제2 상을 포함하는 확산성 반사 편광 소자”) 및 제 08/801,329 호 (출원일 : 1997년 2월 18일, 발명의 명칭 : “공존 연속상을 갖는 광학 필름”)에 자세히 토의되어 있고, 이 내용을 본 명세서에 참조 인용한다.

제4 도는 두 물질이 블렌드로 형성된 본 발명의 한 실시태양을 예시한다. 제4 도에서, 광학 필름 (401)은 연속(매트릭스)상 제1 물질 (403) 및 분산(불연속)상 제2 물질 (405)로 형성된다. 필름의 광학 특성을 이용하여 블렌드 편광 필름을 형성할 수 있다. 이러한 필름에서, 연속상 및 분산상 물질의 굴절율은 한 평면축을 따라서는 실질적으로 일치되고, 다른 한 평면축을 따라서는 실질적으로 불일치된다.

본 발명의 한 실시태양에 따른 제4 도에 예시된 유형의 개선된 광학 필름을 제조하는 방법을 기술하고자 한다. 일반적으로, 물질들 중 하나 또는 양자 모두가 복굴절성이다. 특성 물질의 선택은 광학 필름의 목적하는 광학 특성에 좌우될 것이다. 제4 도에 예시된 일례의 실시태양에서, 광학 편광체가 제조되어 있다. 광학 블렌드 편광체의 경우, 필름의 한 평면축 방향에서의 물질들의 굴절율은 가능한 한 유사하게 일치되는 반면 다른 한 평면축 방향에서의 굴절율은 가능한 한 크게 불일치되는 것이 바람직하다.

목적하는 결과를 달성하기 위해, 연신 방향으로 물질들중 적어도 한 물질에 광학적 배향을 유발하지 않는 조건 하에서 제1 방향으로 필름을 연신시킨다. 이어서, 물질들 중 적어도 한 물질에 광학적 배향을 유발하는 조건 하에서 제2 방향으로 물질을 연신시킨다. 일 예에서, 비광학적 배향 및 광학적 배향이 동일 물질에 유발된다(예를 들면, 두 배향 모두 연속상에서 유발된다). 다른 예에서, 제2 연신의 광학적 배향이 적어도 제1 연신에 의해 영향받지 않은 물질에 유발된다(예: 제1 연신은 분산상에 영향을 주지 않는 반면, 제2 연신은 분산상에 배향을 제공한다). 이하에서 더 자세히 기술되는 바와 같이, 이러한 방법을 이용하여 개선된 광학적 특성 뿐만 아니라 광학 필름의 개선된 기계적 특성을 얻을 수 있다.

한 특정 실시태양에 따르면, 필름 (401)은 한 평면축 방향으로 제1 연신된다. 블렌드 필름 (401)에 사용된 물질들의 상기 점탄성 특성을 토대로 하여, 제1 연신에 대한 연신 조건은 연신이 분산상 물질 (405)에 비광학적 배향을 일으키도록 하는 것으로 선택될 수 있다 (예: 제1 연신에 의해 제1 물질에 배향이 유발되는 경우 그 배향은 제1 물질에 유의한 복굴절성을 도입하지 않을 정도로 충분히 작다). 예를 들면, 몇몇 경우에서, 제1 연신에 의해 유발된 제1 물질의 복굴절성이 제2 연신에 의해 제1 물질에 유발된 복굴절성의 대략 1/2 미만인 것이 바람직할 수 있다. 다른 경우에서는, 제1 물질의 복굴절성이 제2 연신에 의해 유발된 복굴절성의 약 1/4 미만인 것이 필요하거나 또는 바람직할 수 있다. 몇몇 응용에서, 제1 연신 방향에서 제1 물질에 복굴절성이 본질적으로 유발되지 않는다 (예를 들면, 비광학적 배향이 일어나거나 또는 비배향된다).

제1 연신의 연신 조건은 또한 연속상 물질(403)에 비광학적 배향 또는 약간의 광학적 배향을 일으키도록 선택된다. 이후에서 자세히 기술되는 바와 같이, 제1 방향으로 연속상 물질에 유발된 배향은 제1 연신과 직교하는 제2 연신에 의해 유발된 추가의 분자 배향과 함께, 연속상 물질(403)에 쌍축 특성을 갖는 필름을 생성시킨다. 필름 (401)의 쌍축 특성은 필름의 기계적 특성을 개선시킨다(예를 들면, 내파열개시/파쇄성을 증가시킨다).

제1 연신에 의해 유발된 연속상 물질(403)의 분자 배향은 필름의 전체 광학적 성능에 유의한 영향을 주지 않고 개선된 기계적 특성을 제공할 정도로 충분히 큰 것이 바람직할 수 있다. 상이한 점탄성 특성(예를 들면, 최장 평균 이완 시간)을 갖는 물질을 이용함으로써, 필름의 광학적 성능에 유의한 영향을 주지 않고 필름의 기계적 특성을 개선시키는 방식으로(예를 들면, 쌍축 내파열성을 발생시킴으로써) 제1 연신 단계가 수행될 수 있다. 예를 들면, 분산상 물질이 복굴절성인 경우, 제1 연신을 제어함으로써 제1 연신 방향에서 분산상 물질(405)에 유의한 복굴절성을 도입시키지 않고 제1 연신 방향으로 연속상 물질에 약간의 배향을 일으킴으로써 필름의 기계적 특성을 개선시킬 수 있다.

개선된 기계적 특성 이외에, 제1 연신의 상기 연신 조건을 이용하면 또한 필름의 광학적 특성이 개선된다. 제4 도에 예시된 것과 같은 블렌드 필름에서, 분산상 물질 (405)는 형상을 갖는다(예를 들면, 막대형 구조 (407)). 그러나, 분산상 물질(405)에 대해서 많은 다른 구조가 적합하다는 것을 인식하여야 한다. 형상에 관계없이, 분산상 물질(405)는 두께 방향 (z축)이 상대적으로 얇은 것이 일반적으로 바람직할 수 있다. 제한 범위 내에서, 분산상 물질(405)의 두께가 두께 방향에서 감소함에 따라, 필름의 광학적 성능이 개선된다. 예를 들면, 제4 도에 도시된 막대형 구조 (407)의 길이 방향으로 제1 연신이 수행되는 경우, 막대형 구조 (407)의 두께는 감소된다. 이것은 길이 배향기 (LO)를 이용하여 기계 방향으로 블렌드 물질을 연신시킴으로써 수행될 수 있다. 온도, 연신비 및 연신율은 분산상 물질에 분자들을 광학적으로 배향시키지 않고 연속상 물질에 목적하는 분자 배향이 얻어지도록 선택될 것이다. 그러나, 분산상 물질의 형상은 변화된다. 연신 조건이 분산상 물질에 실질적인 분자 배향이 도입되지 않도록 하는 것이기 때문에, z축을 따라 분산상의 두께가 감소함으로 인해 필름의 개선된 전체 광학적 성능이 얻어지고, 한편 동시에 필름의 기계적 특성이 개선된다. 몇몇 경우에서, 제1 연신 공정은 연속상 물질에 약간의 광학적 배향을 일으킬 수 있지만, 이 배향에 의해 도입되는 필름의 광학적 성능의 열화는 분산상 물질의 형상화에 의해 제공되는 개선된 광학적 성능에 의해 일부 또는 전부 보상될 수 있다.

제1 연신 후, 제2 직교 평면축을 따라서 제2 연신이 수행된다. 제2 연신의 연신 조건은 적어도 연속상 물질(403)에 제2 연신 방향으로 광학적 배향이 일어나게 하는 것으로 선택된다. 몇몇 경우에서는, 또한, 분산상 물질 (405)에도 광학적 배향을 유발시키는 것이 바람직할 수도 있다 (예를 들면, 반대 부호를 갖는복굴절성 물질이 사용되는 경우). 상기한 바와 같이, 제2 연신은 연속상 물질 (403)에 쌍축 특성을 도입한다. 분산상 물질 (405)의 광학적 배향은 분산상 물질 (405)가 제2 연신 축을 따라서 복굴절성이 되게 한다.

제1 연신에 의해 도입된 연속상 물질 (403)의 분자 배향은 제1 방향으로 연속상 물질에 아주 약한 복굴절성을 제공할 정도로 작지만 목적하는 기계적 특성을 얻을 수 있을 정도로 클 수 있다. 또한, 제2 연신 조건은 제2 연신 방향으로 연속상 물질 (403)에 유의한 복굴절성을 도입하도록 하는 것이 선택될 수 있다. 상기한 바와 같이, 이 방법을 이용하여 개선된 광학적 및 기계적 특성을 갖는 광학 편광체를 제조할 수 있다.

상기 예 이외에, 블렌드 필름을 쌍축 연신시키는 것으로부터 두 물질의 광학적 효과를 증진시키면서 많은 다른 유리한 효과를 얻을 수 있다. 한 실시태양에서는, 평균 이완 시간이 제1 연신 시간에 비해 적은 제1 포지티브 복굴절성 물질을 연속상으로, 평균 이완 시간이 제1 연신 시간과 거의 동일하거나 또는 약간 더 긴 제2 포지티브 복굴절성 물질을 분산상으로 사용할 수 있다. 이러한 필름을 적당한 연신 조건 하에서 제1 방향으로 연신시키는 경우, 분산상에는 실질적인 광학적 배향이 일어나지만, 이완으로 인해 연속상에는 배향이 아주 극미하게 일어나거나 또는 일어나지 않는다. 연속상에 비해 분산상의 경도가 크기 때문에 연신에 의해 영향받지 않도록 분산상의 평균 이완 시간이 제2 연신 시간보다 유의하게 긴 조건(예를 들면, 더 낮은 온도) 하에서 필름을 제2 방향으로 연신시킬 수 있다. 이리하여, 분산상에는 제1 연신 방향으로만 배향이 보유된다. 또한, 제2 연신 공정의 조건은 연속상에 배향이 유발되어 제2 연신 방향으로 연속상에 알짜 배향이 일어나도록 하는 것으로 선택된다. 분산상 및 연속상의 굴절율을 제2 연신 방향으로는 일치시키는 반면, 제1 연신 방향으로는 불일치시키도록 공정 조건 및 물질을 선택함으로써, 연속상에 약간의 쌍축 특성을 갖는 편광체가 얻어질 수 있다. 이러한 방법은 상기한 바와 같이 충분히 상이한 점탄성 특성을 갖는 1 쌍의 네가티브 복굴절성 물질에 대해 이용될 수 있다.

상기 예와 유사한 또다른 예에서는, 분산상을 경화시키기 위해 추가 공정이 이용될 수 있다. 이러한 실시태양에서, 분산상의 배향 특성을 유지시키기 위해 분산상을 제1 연신 후 경화시킨다(예를 들면, 온도, 조사 등에 의해). 이러한 실시태양에서는, 분산상이 경화되어 실질적으로 그의 배향을 보유하기 때문에 분산상을 배향시키지 않고 연속상에 목적하는 배향을 유발하기 위해 제2 연신의 공정 조건 (예를 들면, 온도)이 더 자유롭게 선택될 수 있다.

또다른 실시태양에서는, 분산상이 연신에 의해 영향받지 않고 따라서 등방성 배향이 보유되는 공정 조건 하에서 제1 연신 방향으로 필름이 연신될 수 있다. 제1 방향으로 연속상에 배향이 유발될 수 있다. 필름은 분산상에는 실질적인 배향이 일어나지만 연속상에는 극히 극미한 배향이 유발되는 공정 조건하에서 제2 방향으로 연신될 수 있다. 이러한 방식에서, 연속상은 제1 연신 방향으로 그의 원래 배향을 보유한다.

또다른 예의 실시태양에서는, 포지티브 복굴절성 물질이 연속상으로 사용되고(예를 들면, PEN, coPEN 등), 네가티브 복굴절성 물질이 분산상으로 사용된다(예를 들면, 신디오택틱 폴리스티렌 (sPS)). 이 필름은 분산상에는 배향이 거의 또는 전혀 일어나지 않고 연속상에는 극미한 배향이 일어나게 하는 공정 조건 하에서 제1 방향으로 연신된다. 이어서, 필름은 분산상이 배향되는 공정 조건 하에 서 제2 방향으로 연신된다. 또한, 공정 조건은 연속상에 배향이 유발되어 제2 연신 방향으로 두 상 모두에 알짜 배향이 일어나도록 하는 것이 선택될 수 있다. 두 물질의 복굴절성 부호가 반대이기 때문에, 분산상 및 연속상이 제1 연신 방향에서 굴절율이 일치하고, 제2 연신 방향에서 굴절율이 불일치하게 하는 것이 가능하다. 이러한 방식에서, 약간의 쌍축 특성 (예를 들면, 연속상 물질의 개선된 물리적 특성) 및 양호한 광학적 성능을 갖는 블렌드 편광체가 제조될 수 있다.

본 발명의 여러 실시태양에서, 물질들 중 적어도 한 물질에 배향을 유발한다하더라도 실질적인 광학적 배향을 유발하지 않는 조건 하에서 필름이 연신되는 연신 공정이 이용된다. 본 발명은 특정 실시태양으로 한정되어서는 안된다. 예를 들면, 몇몇 경우에서, 적어도 한 특정 물질이 적어도 한 연신 방향으로 광학적 배향을 거의 또는 전혀 갖지 않는 것이 바람직할 수 있다. 한 실시태양에서는, 그 물질에 연신에 의해 초기에 약간의 광학적 배향이 유발될 수 있다. 이 경우, 비배향 연신 공정은 광학적 배향을 이완시키는 후속 가열 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이 경우, 필름의 두 물질은 다른 한 물질의 목적하는 분자 배향을 유의하게 손상시키지 않는 온도로 필름을 가열시킴으로써 광학적 배향이 선택적으로 이완될 수 있을 정도로 충분히 다른 특성 (예를 들면, 유리 전이 온도, 결정화도 등)을 가져야 한다. 필름에 사용된 물질 뿐만 아니라 가열 단계에 사용된 온도도 물질의 점탄성 특성 및 물질 반응의 개별화 능력을 고려하여 선택된다. 또다른 실시태양에서, 후속 가열 단계는 적어도 한 물질(예를 들면, 블렌드의 한 상)의 결정화도를 변화시켜서 그 물질의 복굴절성을 증가시킬 수 있고, 더 나아가 광학적 성능을 증 진시킬 수 있다.

인식되는 바와 같이, 후속 가열 단계는 물질들 중 한 물질의 비배향 (또는 비광학적 배향) 연신 공정의 일부일 수 있다. 이러한 방식에서, 제1 연신 공정은 제1 연신 축을 따라서 광학적 배향이 일어나지 않는 제1 물질을 갖는 필름을 제조한다. 후속 가열 단계를 포함하여 제1 연신 공정은 또한 제2 물질의 광학적 배향을 일으키기는 연신 공정일 수 있다 (예를 들면, 그 공정은 제1 연신축을 따라서 제2 물질에 광학적 배향을 일으킬 수 있다.). 제2 연신 공정에서, 필름은 제2 방향으로 연신된다. 제2 연신 공정은 제1 물질 및 제2 물질 중 하나 또는 양자 모두에 대해 광학적 배향을 일으킬 수 있다. 이러한 방식에서는, 두 가지 상이한 연신 공정이 이용되는데, 이 중 하나는 특정 물질을 비배향시키고, 다른 하나는 특정 물질에 광학적 배향을 일으킨다. 이러한 공정을 이용하여 목적하는 광학적 및(또는) 기계적 특성을 갖는 필름을 얻을 수 있다.

상기한 바와 같이, 몇몇 실시태양에서, 비광학적 배향을 일으키는 연신 단계 동안 제1 물질에 낮은 수준의 분자 배향이 일어나는 것이 바람직할 수 있다. 이 낮은 수준은 굴절율을 인식할 수 있을 정도로 변화시키지 않아야 하며, 즉 정규화 차 0.04 미만, 더 바람직하게는 0.02 미만이어야 한다. 몇몇 실시태양에서, 이러한 낮은 수준의 배향은 제2 연신 단계 동안 제1 물질의 점탄성 반응을 변화시키는 결정의 핵생성을 증진시킨다. 이어서, 제2 단계 동안 예비가열은 결정을 성장시키고 이완을 억제하여 제2 연신 단계가 가끔씩은 초기 분자 배향 없이 비광학적 배향을 일으키는 조건 하에서 제1 물질에 광학적 배향을 일으키게 할 수 있다. 제1 연신 단계 후 필름의 두께를 통한 이러한 핵생성 배향의 균일성은 제2 연신에서 제1 물질 반응의 균일성에 영향을 주는 경향이 있다. 균일성은 필름의 균일 가열 및 급랭에 의해, 또는 제1 연신, 가열, 신장 및 급랭 공정 동안 필름의 점탄성 특성의 균형을 맞춰줌으로써 제어될 수 있다.

상기 예들에 기재된 여러 연신 공정에 대해서는 하나의 순서가 포함되는데, 그 순서를 이용하여 원리에 대한 설명을 쉽게 할 수는 있지만, 제한적인 것으로 의도되지 않아야 한다. 몇몇 경우에서, 공정의 순서는 후속 수행 공정이 사전 수행 공정에 불리한 영향을 주지 않는 한 변화되거나 또는 동시 수행될 수 있다. 예를 들면, 두 물질은 동시에 양방향으로 연신될 수 있다. 제1 도를 다시 참조하면, 광학 필름 (101)은 두 평면축 방향으로 동시에 연신될 수 있다. 상기 여러 실시태양에서와 같이, 필름 (101)은 다층 필름, 블렌드 필름 또는 그의 조합일 수 있다. 필름은 상이한 점탄성 특성을 갖는 두 개 이상의 물질을 포함한다. 필름이 두 평면축을 따라서 동시에 연신될 때, 연신 온도는 필름의 물질들에 대해서 동일할 것이다. 그러나, 연신비 및 연신율은 별도로 제어될 수 있다. 예를 들면, 필름은 x축 방향으로 상대적으로 빠르게 연신될 수 있고, y축 방향으로 상대적으로 느리게 연신될 수 있다.

동시 쌍축 연신의 물질, 연신비 및 연신율은 제1 연신축을 따른 연신(예를 들면, 빠른 연신)이 제1 연신축을 따라 한 물질 또는 두 물질에 광학적 배향을 일으키는 반면 다른 한 방향을 따른 연신(예를 들면, 느린 연신)이 제2 연신축을 따라 두 물질 중 한 물질에 비배향 (또는 비광학적 배향)을 일으키도록 적절하게 선 택될 수 있다. 따라서, 각 방향 연신에 대한 두 물질의 반응은 독립적으로 제어될 수 있다는 점이 인식될 것이다. 이러한 방법을 이용하면, 광학적 특성(예를 들면, 다층 광학 필름에서 인접층들의 z축 굴절율의 일치) 및(또는) 기계적 특성 (예를 들면, 내파열성, 내구김성, 인성 또는 치수 안정성(뒤틀림, 열 및 흡습 팽창 및 수축을 포함함)이 개선될 수 있다.

많은 상이한 물질을 사용하여 본 발명에 따른 광학 필름을 제조할 수 있다. 물질들은 일반적으로 목적하는 구조로 처리하는 데 적합하여야 한다. 예를 들면, 다층 필름을 제조하고자 하는 경우, 다층으로 형성될 수 있는 두개 이상의 물질이 선택되어야 한다. 다층 구조가 동시압출되는 경우, 선택된 물질들은 동시압출될 수 있는 것이어야 한다. 물질들은 연신될 수 있는 양호한 주조 웹으로 형성될 수 있어야 한다. 다층 필름을 제조할 때는 층간 접착 및 후가공성도 또한 고려되어야 한다. 물질들은 또한 연신 공정 전에 바람직하지 못한 배향이 일어나지 않아야 한다. 별법으로, 제1 연신 단계에 대한 공정 보조로서 주조 단계 동안 고의적인 배향이 유발될 수 있다. 예를 들면, 주조 단계는 제1 연신 단계의 일부로 고려될 수 있다. 또다른 예에서, 주조 단계는 후속 연신 단계 동안 제2 물질의 이완 특성을 변경시키는 결정화를 위한 핵생성 단계일 수 있다. 다층 웹을 주조하기 위한 일반적인 공정 조건은 본 출원과 동시 출원된 미합중국 특허 출원(대리인 문서 번호 51932USA8A, 발명의 명칭 “폴리머 다층 광학 필름의 제조 방법”)에 기재되어 있으며, 그 내용을 본 명세서에 참조 인용한다.

광학 필름에 사용된 물질은 또한 바람직한 광학 특성(예: 복굴절성)을 나타 내어야 하고, 목적하는 결과를 위한 공정 조건의 적절한 선택을 허용할 정도로 상이한 충분한 점탄성 특성을 가져야 한다. 물질을 선택할 때, 유리 전이 온도, 결정화도 및 가교결합 행동, 평균 분자량 및 분자량 분포, 화학적 조성 및 구조, 및 다른 광학적 특성(예를 들면, 굴절율, 분산성 등)이 고려될 수 있다.

여기에 제시된 구체적인 예 이외에도, 본 발명의 다층 필름을 위한 적당한 물질은 예를 들면 상기 동시 출원된 미합중국 특허 출원 (대리인 문서 번호 51932USA8A)에 기재된 물질들을 포함한다. 폴리머 블렌드 필름을 위한 적당한 추가의 물질은 예를 들면 상기 미합중국 특허 출원 제 08/610,092 호 (대리인 문서 번호 53550USA6A, 발명의 명칭 : “개질된 코폴리에스테르 및 개선된 다층 반사 필름”)에 기재된 물질들을 포함하며, 이 내용을 본 명세서에 참조 인용한다.

다음 실시예는 본 발명의 여러 실시태양에 따른 예시적인 물질 및 공정 조건을 포함한다. 실시예는 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않으며, 오히려 본 발명에 대한 이해를 쉽게 하기 위해 제공된 것일 뿐만 아니라 여러 실시태양에 따라 사용하기에 특히 적당한 물질들의 예를 제공하기 위한 것이다.

실시예 1

실시예 1은 30 ℃에서의 고유 점도(IV)가 0.48인 폴리에틸렌 나프탈렌 (PEN)층 및 30 ℃에서의 고유 점도가 0.6인 폴리에틸렌 테레프탈레이트층이 교대로 배치된 구조의 다층 광학 필름이다(IV들은 용매, 예를 들면 60% 페놀 및 40% 오르토 디클로롤 벤젠 중에서 측정됨). 단축 연신(장포기 또는 유사한 공정을 이용) 후 PEN의 대표적인 굴절율은 632.8 nm에서 연신 방향축 굴절율이 약 1.85, 비연신 방향축 굴절율이 약 1.64, 두께 방향축 굴절율이 약 1.49이었다. 쌍축 연신되고 열경화된 상태에서, PET의 굴절율은 632.8 nm에서 제1 연신 방향 굴절율이 약 1.65, 제2 연신 방향 굴절율이 약 1.65, 두께 방향 굴절율이 약 1.49이었다. 따라서, 교대로 배치되는 두 물질의 층들이 일치된 z축 방향 굴절율 및 거의 일치된 제1 연신 방향 굴절율을 가졌음에 틀림없기 때문에 이 물질들은 본 발명에 매우 알맞게 적합하다. PEN 및 PET는 또한 연신 다층 구조에서 양호한 층간 접착성을 보인다. 이 실시예는 또한 투과(통과) 상태가 제1 연신 방향과 동일한 uP-bP-1 편광체의 배향 상태를 예시한다.

이제, 다층 PEN:PET 편광 필름의 제조 방법을 기술하고자 한다. PEN 및 PET층의 다층 웹을 적당한 온도에서 동시압출시키고, 냉각 롤에서 다이로 주조해서 교대로 배치된 PEN 및 PET층의 쌍들을 형성할 수 있다. 층들의 두께 및 갯수는 얻고자 하는 광학 필름의 목적하는 광학적 특성에 좌우될 것이다. 예를 들면, 목적하는 파장 스펙트럼을 망라하기 위해서는 수백개의 층들을 주조해서 두께별로 등급화할 수 있다. 다층 구조를 동시압출시키기 위한 일반적인 공정 및 고려 사항은 상기 참조된 미합중국 특허 출원 제 08/402,041호 및 동시 출원된 미합중국 특허 출원(대리인 문서 번호 51932USA8A)에 기재되어 있다.

유동 안정성을 제공하기 위해서는, 다층 광학 적층과 다이 벽 표면 사이에 PEN 보호 표피층을 사용할 수 있다. PEN 표피층들은 또한 예비 결정화된 PET층의 파괴를 방지하는 데도 사용된다. 몇몇 경우에서는, 적층을 증배기에서 분할하여 적층시켜서 층의 갯수를 두배로 증가시킬 수 있다. 다층 광학 적층과 증배기 벽 표면 사이에 PEN 보호 경계층을 제공할 수 있다. 이러한 방식으로 주조된 웹은 PEN으로 된 1개의 두꺼운 중앙층, PEN으로 된 2개의 바깥쪽 표피층, 및 표피층과 보호 경계층 사이의 PEN:PET로 된 2개의 다층 광학 적층으로 이루어진다.

PEN 및 PET의 웹을 상기한 바와 같이 2개의 증배 단계를 이용하여 주조하여 보호층들에 의해 분리된 4개의 다층 광학 적층에 약 800개의 층을 갖는 필름을 형성하였다. 주조된 웹에서 약간의 유동 불안정성이 관찰되었다. 제1 연신 전에, 웹을 가열시켜서 연신 전에 PET를 결정화시켰다. 주조된 웹을 145 ℃로 50초 동안가열시키고 실온으로 급랭시켰다. 이어서, 웹을 100 ℃로 60초 동안, 120 ℃로 10초 동안, 140 ℃로 20초 동안, 150℃로 20초 동안 가열시켰다. 이어서, 웹을 150 ℃에서 20초 이상동안 4×1 연신시키고(15%/초의 공칭 변형율로), 실온으로 급랭시켰다. 이 조건하에서, PEN층은 유의한 분자 배향이 일어나지 않은 반면, 결정화된 PET층은 제1 연신 방향으로 배향되었다. 제1 연신 후, PEN 표피층의 굴절율(직접적으로 측정될 수 있음)은 632.8 nm의 빛에서 제1 연신 방향 굴절율이 1.643, 제2 연신 방향 굴절율이 1.641, 두께 방향 굴절율이 1.639이었다.

이어서, 필름을 100 ℃로 60초 동안, 120 ℃로 40초 동안 가열시키고, 120 ℃에서 40초에 걸쳐서 1×4 연신시켰다(즉, 최종 전체 연신비 4×4). 제2 연신 동안 두 물질은 모두 제2 연신 방향으로 실질적으로 배향되었다. 이어서, PEN 표피층의 굴절율을 측정한 결과, 632.8 nm에서 제1 연신 방향 굴절율이 1.616, 제2 연신 방향 굴절율이 1.828, 두께 방향 굴절율이 1.532이었다. PET의 두께 방향 굴절 율은 1.49인 것으로 평가되었다.

다층 필름의 각각의 광학 적층 층들의 굴절율은 직접적으로는 측정할 수 없었다. 그러나, 광학 적층의 굴절율은 측정할 수 있다. 이것은 각 층의 굴절율들의 중량 평균치이다. 상호확산 효과가 적다면, 각 층들의 굴절율은 추정할 수 있다. 이 경우, 두꺼운 표피층 및 내부의 보호 경계층(PBL)의 굴절율은 동일 물질의 경우 광학층 굴절율과 동일할 것으로 예상된다. 이들 중 한 광학 물질의 굴절율 및 두꺼운 외층을 파괴적으로 박리시켜서 측정된 적층의 굴절율이 주어진다면, 다른 굴절율은 선형 평균을 취함으로써 추정될 수 있다. 또한, 여러 층들의 관계도 광학 필름의 광학적 특성을 검사함으로써 추정될 수 있다. 예를 들면, 차단 및 통과 방향에서의 투과율은 상대 평면 굴절율의 지표이다. 이상각(off-angle) 굴절율에서의 착색 및 성능은 두께 방향 굴절율의 상대 크기의 지표를 제공한다. 상기 필름의 시준 투과 강도는 광원에 글랜-톰슨(Glan-Thompson) 편광 프리즘, 검출기에 적분구(integrating sphere)가 장착된 퍼킨-엘머(Perkin-Elmer; 미합중국 코넥티것주 노워크 소재)의 람다 19 분광광도계를 이용하여 측정하였다. 제5A 도는 반사(차단) 방향 및 투과(통과) 방향에서 이 필름에 입사하는 빛의 파장에 대한 투과율을 도시한다(반사 방향 입사광의 경우 선 (501)로, 투과 방향 입사광의 경우 선 (503)으로 도시함). 제5A 도는 또한 60 °이상각에서의 빛의 투과율을 선 (505)로 도시한다. 이상각 측정이 요구되기 때문에, 샘플을 적분구에 2 ㎝ 원형 구멍으로부터 5 ㎝ 떨어져서 설치된 회전 스테이지에 올려놓았다. 일반적으로, 편광체 반사 방향에서의 시준 강도는 가시 스펙트럼에서 약 32.1%로 측정되었다. 투과 방향의 전체 강도는 약 78.2%로 측정되었다. 반사 방향은 제2 연신 방향과 동일하였다. 투과 방향은 제2 연신 방향에 대해 수직이고, 제1 연신 방향과 동일하였다. 통과 상태의 투과율을 측정한 후, 60 °(p-편광을 샘플링하기 위해 차단축 주위를 통과 상태로부터 60 °떨어져서 회전함)에서의 평균 투과 강도는 약 72.9%로 측정되었다. 이상각 착색 편차의 측정은 관심 대상의 가시 스펙트럼 대역(예를 들면, 420 nm 내지 720 nm)에 걸쳐서 제공된 스펙트럼으로부터 회전 각도에서의 평균 투과율로부터의 편차의 제곱 평균 제곱근으로서 계산할 수 있다. 이 “이상각 착색”은 4.64 %임을 알아냈다. 마찬가지로, 정상각(normal angle) 착색은 1.37 %임을 알아냈다.

상기 방식으로 제조된 필름의 특성은 그 필름이 연신된 후 후속하여 열경화되는 것을 허용한다. 상기 연신된 필름을 후속하여 장력 하에서 175 ℃에서 85초 동안 열경화시켰다. 이어서, PEN 표피층의 굴절율을 측정한 결과, 632.8 nm에서 제1 연신 방향 굴절율이 1.643, 제2 연신 방향 굴절율이 1.837, 두께 방향 굴절율이 1.500이었다. 제5B 도는 반사, 투과 및 60°이상각 입사광에 대해서 열경화된 필름의 파장에 대한 투과율(각각 (507), (509) 및 (511))을 도시한 것이다. 전체 반사 편광 투과율은 19.6%로 감소하였다. 정상 및 60 ° 평균 투과율은 83.3% 및 86.3%이었다. 관심 대상의 스펙트럼 대역에 걸쳐 적분된 투과 편광 빛에 대한 평균 투과율로부터의 편차의 제곱 평균으로 정의되는 정상 및 이상 착색은 각각 1.31% 및 1.25%이었다.

제5C 도의 챠트는 420 - 720 nm의 빛에 대해서 열경화 전(531) 및 열경화 후 (533)의 투과, 반사(반사 상태에서 편광된 빛에 대한 투과 강도로 예시됨), 및 이상각 특성을 비교한다. 제5A 도 및 5B 도에 도시된 스펙트럼을 갖는 물리적 샘플 사이의 작은 두께 차이 때문에, 다층 적층의 두께 분포 프로파일에 대해 동일 스펙트럼 대역에 걸쳐 데이타를 비교함으로써 최상의 직접 비교를 달성할 수 있다. 사용된 기준점은 700 nm에서 4.11 %로 발견된 제5B 도의 최소 투과율이다. 제5A 도에서 최소 투과율은 762 nm에서 8.84%이었다. 따라서, 열경화 전의 조건에서 제5C 도에 나타낸 데이타는 제5A 도의 482 nm 내지 782 nm의 대역으로부터 벗어난다. 제5C 도로부터 인식되는 바와 같이, 열경화는 각 경우에서 필름의 성능을 개선시켰다. 게다가, 열경화 필름은 정상각 투과율을 초과하는 이상각 투과율(투과 상태에서 편광된 빛에 대해)을 나타낸다. 열경화 전에, PEN 및 PET z축 굴절율은 상기와 유사하게 처리된 샘플에 대해서 각각 632.8 nm에서 1.532 및 1.49이었다. 열경화 후, PEN 및 PET의 z축 굴절율은 각각 1.50 및 1.49로 평가되었다. 따라서, 열경화는 z축 굴절율 차를 실질적으로 감소시켰다. 투과 상태에서 편광된 빛의 투과율도 또한 열경화 후 평면 굴절율의 더 양호한 일치로 인해 크게 증진되었다.

상기에서 예시한 바와 같이, 두께 방향 굴절율이 거의 일치하여 잔류 착색에 대한 각도 의존성이 낮은 저착색 필름이 얻어지는, PEN:PET 다층으로 이루어진 편광 필름을 제조할 수 있다. 게다가, 그 필름은 유사한 물질의 단축 연신 필름에 비해 증진된 내파열개시성을 포함하여 개선된 기계적 안정성을 나타내었다.

광학 필름을 형성하는 데 사용되는 공정 변수를 변화시켜서 상이한 목적하는 특성을 얻을 수 있다. 예를 들면, IV가 높은 PET 물질(예를 들면, 약 0.7 내지 0.9)은 점도를 증가시키고, 동시압출 동안 점도 일치를 개선시키는 경향이 있다. 이것은 다층 유동 결점을 감소시키는 작용을 할 것이다. 필름의 잔류 산란은 높은 최종 연신비를 이용하거나 또는 짧은 시간 및 낮은 온도의 예비 결정화 조건을 이용함으로써 감소된다. 또한, 잔류 산란은 초기 결정 크기를 감소시킴으로써 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 정온 결정화 속도를 증가시키기 위해, 결정 크기를 조절하기 위해, 그리고 체류 시간을 감소시키기 위해 핵생성제를 PET에 첨가할 수 있다. 코폴리머도 사용될 수 있다. 호모폴리머로부터의 편차의 정도는 결정화도를 감소시킬 수 있지만, 또한 결정화 속도를 감소시킬 수 있으며, 이는 예비결정화를 위한 공정 시간 및 온도를 증가시키는 경향이 있다. PET의 최종 결정화도는 에틸렌 글리콜의 일부를 디에틸렌 글리콜(DEG)로 대체함으로써 감소시킬 수 있다. 이것은 소광을 개선시키고, 제1 방향에서의 연신비 증가를 허용하는 경향이 있다.

상기에서 제공된 구체적인 공정 실시예들에서, IV 0.48의 PEN을 150℃에서 15%/초로 느리게 연신시켰다. 이 필름을 제조할 때, 제1 연신을 위한 통상의 필름 공정 라인에 제공되는 길이 배향기(LO)를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. LO는 대표적으로 필름을 300 %/초 이상의 공칭 변형율로 연신시킨다. 이 공정에는 약 165 ℃의 연신 온도가 적합할 것이다. 약 1000 %/초의 높은 연신율에서는, 약 170 ℃ 이상의 온도가 요구될 것이다. 주어진 온도에서 이완 시간을 감소시키기 위해서는 온도를 증가시키기 보다는 더 낮은 IV를 갖는 PEN (예를 들면, 더 낮은 분자량을 갖는 PEN)을 사용할 수 있다.

실시예 2

실시예 2는 실시예 1에서 사용된 것과 동일한 물질 PEN 및 PET를 사용하여 반사 상태가 제1 연신축과 동일하고 투과 상태가 제2 연신축과 동일한 편광체를 제조하기 위한 본 발명의 유용성을 예시한다. 동일 물질을 사용하여 실질적으로 상이한 편광체를 얻는다는 점은 물질 선택에 있어서의 본 발명이 제공하는 융통성을 추가로 예시한다. 이 실시예는 또한 bP-uP-2 편광체의 배향 상태를 예시한다.

실시예 2에서, IV 0.48의 PEN 및 IV 0.77의 PET를 건조시키고, 내부 PBL이 구비된 224 다층 공급블럭(feedblock) 내로 동시압출시켰다. 다층 적층을 비대칭 증배기로 분할시켜서 폭비 1.55:1의 두개의 스트림을 형성하고, 동일 폭으로 연전시키고, 재적층시켜서 내부 보호층에 의해 분리된 448개 층의 2 패킷(packet) 다층 적층을 형성하였다. PBL에는 PET (IV 0.77)를 사용하였다. PEN (IV 0.48) 표피를 첨가하고, 전체 스트림을 다이로부터 60 ℃로 설정된 급랭 휠(quench wheel) 상으로 주조하였다. PEN 표피 및 PET PBL 굴절율은 주조 후 본질적으로 등방성이고, 632.8 nm에서 각각 1.64 및 1.57이었다. 표피는 구조의 약 35%를 구성하고, PBL이 약 15%를 구성하며, 다층 광학 적층 패킷들이 약 50%를 구성하였다. 주조 두께는 약 0.1 ㎝이었다.

제1 연신 공정은 통상의 길이 배향기 (LO)를 사용하였다. 필름을 120 ℃로 설정된 고온 롤러로 예비가열시키고, 이것을 저속 롤, 고속 롤, 및 60 % 작업율로 설정된 적외선 가열기로 이루어진 연신 간극(draw gap)에 공급하였다. 적외선 가열기는 각각의 길이가 약 65 ㎝인 IR 가열기 소자(약 5000 와트/소자)의 조립체로 이루어져 있다. 이 소자들은 필름보다 약 10 ㎝ 길었다. 연신 간극에서의 체류 시간은 약 4 초이었다. 고속 롤을 5 배 연신을 달성하도록 설정하고, 연신된 필름을 급랭시켰다. 연신된 폭은 원래 폭의 약 85 %로 감소하였다. PET의 평균 평면 굴절율은 제1 연신 단계 완료 후 632.8 nm에서 1.58 이하인 반면, PEN은 높게 배향되어 평균 PEN 굴절율은 평면 연신 방향 y축(MD)에서 약 1.85, 평면 웹의 횡 방향 x축 (TD)에서 약 1.59, 두께 방향 z축(ND)에서 약 1.53이었다. 이어서, 필름을 제2 연신 단계에서 통상의 장포기를 사용하여 횡방향으로 약 3.3 배 연신시켰다. 장포기는 예비가열에서는 145 ℃로, 연신 대역에서는 138 ℃로, 열경화 대역에서는 227 ℃로, 급랭 대역에서는 49 ℃로 설정하였다. 예비가열, 연신 및 열경화는 각각 약 25초, 5초 및 40초에 걸쳐서 수행하였다. 최종 PEN 굴절율은 632.8 nm에서 1.82, 1.68 및 1.49이고, 한편 PET 굴절율은 약 1.56, 1.67 및 1.56이었다. 다른 파장에 대해서 추가로 측정하였으며, 이를 하기 표에 제공하였다.

실시예 2	MD	MD	TD	TD	ND	ND
파장	PEN	PET	PEN	PET	PEN	PET
632.8	1.8243	1.563	1.6833	1.6668	1.4891	1.5558
568	1.8405	1.5654	1.6924	1.6708	1.4912
488	1.8766	1.5766	1.7153	1.6894	1.5018
436	1.92	1.5888	1.7436	1.711	1.5221

이 굴절율은 다음과 같은 정규화 굴절율 차를 나타냈다.

실시예 2	정규화 차
파장	MD	TD	ND
632.8	0.1543		0.0099	0.0438
568	0.1615		0.0128
488	0.1738		0.0152
436	0.1888		0.0189

이러한 방식으로 처리된 최종 필름은 제1 연신 방향과 동일한 반사축을 가지고 400 - 700 nm에 걸친 반사에 대한 편광 빛의 평균 투과율이 7.4 %이었고, 제2 연신 방향과 동일한 투과축을 가지고 400 - 700 nm에 걸친 투과에 대한 편광 빛의 평균 투과율이 85.7% 이었다. 통과 상태로 배열될 때, 투과 편광 상태 및 두께 방향에 의해 정의되는 평면에서 이상각에서 보았을 때 착색은 가시적으로는 극미하였다.

실시예 3

실시예 3은 제1 물질로서 표준 PET 대신에 PEN 및 PET의 압출기에서 트랜스에스테르화에 의해 형성된 코폴리머를 사용함으로써 실시예 2를 변화시킨 것이다. PEN (IV 0.48) 및 10% / 90% PEN(IV 0.48) / PET(IV 0.77) 블렌드를 건조시키고, 내부 PBL(보호 경계층)이 구비된 224 다층 공급블럭 내로 동시압출시켰다. 다층 적층을 비대칭 증배기로 분할시켜서 폭비 1.55:1의 두개의 스트림을 형성하고, 동일 폭으로 연전시키고, 재적층시켜서 내부 보호층에 의해 분리된 448개의 층을 갖는 2 패킷 다층 적층을 형성하였으며, 각각 224개의 층을 갖는 각 적층은 내부 보호 경계층에 의해 분리되었다. PBL에는 동일한 10%/90% PEN/PET 블렌드를 사용하였다. PEN (IV 0.48) 표피를 첨가하고, 전체 스트림을 다이로부터 60 ℃로 설정된 급랭 휠 상으로 주조하였다. 표피는 구조의 약 35%를 구성하고, PBL이 약 15%를 구성하며, 다층 광학 적층 패킷들이 약 50%를 구성하였다. 주조된 두께는 약 0.1 ㎝이었다.

제1 연신 공정은 통상의 LO를 사용하였다. 필름을 120 ℃로 설정된 고온 롤러로 예비가열시키고, 이것을 저속 롤, 고속 롤, 및 60 % 작업율로 설정된 적외선 가열기로 이루어진 연신 간극에 공급하였다. 체류 시간은 약 4 초이었다. 고속 롤을 6 배 연신을 달성하도록 설정하고, 연신된 필름을 급랭시켰다. 연신된 폭은 원래 폭의 약 85 %로 감소하였다. 10/90 PEN/PET의 평균 평면 굴절율은 제1 연신 단계 완료 후 632.8 nm에서 1.61 이하인 반면, PEN은 높게 배향되어 평균 PEN 굴절율은 평면 연신 방향 (MD)에서 약 1.86, 평면 웹의 횡 방향 (TD)에서 약 1.60, 두께 방향 z축(ND)에서 약 1.52이었다. 이어서, 필름을 제2 연신 단계에서 통상의 장포기를 사용하여 횡방향으로 약 3.0 배 연신시켰다. 장포기는 예비가열에서는 145 ℃로, 연신 대역에서는 138 ℃로, 열경화 대역에서는 204 ℃로, 급랭 대역에서는 49 ℃로 설정하였다. 예비가열, 연신 및 열경화는 각각 약 25초, 5초 및 40초에 걸쳐서 수행하였다. 최종 PEN 굴절율은 632.8 nm에서 1.82, 1.69 및 1.48이고, 한편 코폴리머 굴절율은 약 1.66, 1.67 및 1.52이었다. 여러 파장에 대해서 굴절율을 추가로 측정하였으며, 이를 하기 표에 제공하였다.

실시예 3	MD	MD	TD	TD	ND	ND
파장	PEN	PET	PEN	PET	PEN	PET
632.8	1.8207	1.6230	1.6854	1.6733	1.4845	1.5218
568	1.8383	1.6255	1.6972	1.6716	1.4924	1.5258
488	1.8758	1.6380	1.7198	1.6820	1.4987	1.5320
436	1.92	1.6559	1.7503	1.6991	1.5084	1.5486

이 굴절율은 다음과 같은 정규화 굴절율 차를 나타냈다.

실시예 3	정규화 차
파장	MD	TD	ND
632.8	0.1148	0.0072	0.0248
568	0.1229	0.0152	0.0222
488	0.1354	0.0222	0.0220
436	0.1477	0.0297	0.0263

이러한 방식으로 처리된 최종 필름은 제1 연신 방향과 동일한 반사축을 가지고 400 - 700 nm에 걸친 반사에 대한 편광 빛의 평균 투과율이 9.9 %이었다. 투과축은 제2 연신 방향과 동일하고 400 - 700 nm에 걸친 투과에 대한 편광 빛의 평균 투과율이 85.0% 이었다. 측정된 샘플의 두께는 67 마이크론이었다. 필름 폭을 따라서 양호한 두께 균일성이 관찰되었고, 상한치/하한치 편차는 8.1 마이크론이었다.

상기 필름은 또한 기계적 강성을 보였다. 파열 개시가 손으로는 어려웠다. 또한 파열 진행도 어려웠고, 필름은 선호적으로 MD에서 파열되었다. 상기 공정을 이용하되, 캘리퍼 및 (따라서) 스펙트럼 범위를 유지하기 위해 속도 변화를 보상하는 20 % 더 높은 TD 연신비로 또다른 필름을 제조하였다. 필름의 열팽창 계수를 MD 및 TD에서 측정한 결과 25 ℃ 내지 85 ℃에서 각각 1.1×10^-5/℃ 및 2.2×10^-5/℃이었다. 이 열팽창 계수는 단일 연신 공정을 이용하여 PEN 및 coPEN으로 제조된 반사 편광체의 MD 및 TD 열팽창 계수 8.5×10^-5/℃ 및 3.0×10^-5/℃보다 상당히 낮았다. 최대 팽창 방향은 이 필름에서 투과 (통과) 방향을 따라서 유지되었다. 또한, 2 단계 연신 필름의 수축은 1 단계 연신 공정 필름에 비해 감소하여, 2 단계 연신 필름을 85 ℃로 15분 동안 가열한 후의 MD 및 TD 수축율은 0.118 % 및 0.254 %이었다.

상기 실시예 및 이전 실시예를 변화시킬 때, 제2 물질로서 표준 PEN 대신 PEN 및 PET의 압출기에서 트랜스에스테르화에 의해 형성된 코폴리머를 사용할 수 있다. 상기 실시예의 다른 별법에서, 표피층 및(또는) PBL층으로서 상이한 물질들이 사용될 수 있다. 예를 들면, 85/15 조성과 같은 PEN 및 PET의 코폴리머가 사용될 수 있다. 예를 들면 기계적 특성을 위해서는 평면 등방성 또는 전체 등방성 층들이 유용할 수 있다. 광학적 성능을 개선시키도록 물질들을 선택할 수 있으며, 예를 들면 표피에 더 낮은 굴절율을 갖는 물질을 사용함으로써 표면 반사를 감소시킬 수 있다.

실시예 4

실시예 4는 본 발명의 한 실시태양에 따른 또다른 다층 광학 필름을 제조하는 방법을 예시한다. 이 실시예에서, 다층 필름은 PEN(IV 0.48) 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT) (IV 1.4)로 이루어졌다. PEN:PBT 필름을 동시압출시키고, 냉각 롤러 상에서 다이로 주조하였다. PBT가 빠르게 결정화하기 때문에, 주조 조건에 따라서는 별도의 결정화가 필요하지 않을 수 있다. 상기 실시예들에서와 같이, 결정화된 PBT가 필름이 신장될 때 파괴되는 것을 방지하기 위해 몇몇 유형의 표피층이 필요할 수 있다. 3층 구조 (PEN:PBT:PEN) 필름을 제조하였다. PEN 및 PBT를 285 ℃에서 3층 공급블럭 내로 동시압출시켰다. PEN 물질을 2개의 외층으로 공급하고, PBT를 코어층으로 공급하였다. 3층 필름을 다이로 주조하고, 냉각 롤에서 급랭시켰다. PBT는 그것이 다이로부터 주조될 때 결정화되었다. 필름을 100℃로 60초 동안, 120 ℃로 10초 동안, 140℃로 20초 동안, 150℃로 20초동안 가열시켰다. 이어서, 필름을 150 ℃에서 20초에 걸쳐 4×1 (길이 방향으로) 연신시킨 후, 실온으로 급랭시켰다. 필름을 115 ℃로 45초 동안 가열시키고, 필름을 1×3 연신시켜서 최종 전체 연신비 4×3이 되게 하였다.

상기 방법에서, PEN 물질에 대한 제2 연신은 제1 연신보다 낮은 연신비를 이용하였다. 이어서, 연신된 필름을 175 ℃에서 85초 동안 장력 하에서 열경화시켰 다. 다음 표에 여러 빛 파장에서의 두 물질의 제1 연신 방향, 제2 연신 방ㅇ향 및 필름 두께 방향 굴절율을 예시하였다.

λ	물질	제1 연신축	제2 연신축	두께 방향 축
430 430	PEN(n) PBT(n)	1.692 1.669	1.94 1.702	1.517 1.494
	△n	0.023	0.238	0.023
480 480	PEN(n) PBT(n)	1.669 1.651	1.923 1.685	1.508 1.486
	△n	0.018	0.238	0.022
530 530	PEN(n) PBT(n)	1.654 1.642	1.887 1.671	1.501 1.483
	△n	0.012	0.216	0.018
630 630	PEN(n) PBT(n)	1.639 1.631	1.862 1.658	1.49 1.473
	△n	0.008	0.204	0.017

상기 표가 예시하는 바와 같이, 제1 연신 방향 및 두께 방향의 굴절율 차는 동일 부호이어서 이상각 착색의 최소화를 조장한다. 게다가, 두 층의 대응하는 굴절율의 평균 차는 제1 연신 방향에서 약 0.015, 두께 방향에서 약 0.020이었다. 연신비, 연신율 및(또는) 온도를 조정함으로써 차를 더 최소화하기 위한 추가의 굴절율 조정이 얻어질 수 있다.

실시예 5

실시예 5는 연속상 및 분산상 물질의 블렌드를 사용하여 편광 필름을 형성하는 예시적인 물질 및 공정 조건을 예시한다. 3층 광학 필름을 사용하였다. 3층 필름은 코어층, 및 코어층의 각 측면 상의 외층을 포함한다. 3층 필름은 1 개 이상의 블렌드층과 동시압출될 때 공정을 촉진시키는 촉진 물질이라고 일컫는 1 개 이상의 물질층을 사용하였다. 촉진 물질은 또한 추가 특성, 예를 들면 개선된 기계적 강도, 광학적 특성 또는 취급성을 제공할 수 있다. 촉진 물질을 사용하여 코어층 또는 외층을 형성할 수 있고, 나머지 다른 층은 블렌드 물질을 사용하여 형성할 수 있다. 촉진 물질은 그 층을 통해 투과되는 빛의 편광 배향에 실질적인 영향을 주지 않는 것이 바람직하다. 이 실시예의 경우, 블렌드 물질을 사용하여 필름의 외층을 형성하였다. 촉진 물질을 사용하여 코어층을 형성하였다.

코어층을 형성하는 데 촉진 물질을 사용하면 예를 들면 3층 구조에서 외층을 형성하는 데 촉진 물질을 사용하는 경우에 비해 공정 및 성능에 있어서 다양성을 제공할 수 있다. 기계적 특성(개선된 내파열성 또는 내파쇄성)을 위해 바람직할 수 있는 일부 물질들은 그들이 주조된 시트의 외층을 형성하는데 사용되는 경우 공정 장치에 고착되는 경향이 있을 것이기 때문에, 코어층을 형성하는 데는 더 폭넓고 다양한 물질들이 사용될 수 있다.

주조 다이에서의 전단은 다이 벽에서 가장 높고, 압출물의 중심에서 가장 낮을 것이다. 따라서, 광학 블렌드가 압출된 주조 시트의 전체 두께를 구성하는 경우, 분산상 입자들은 다이 벽에서 가장 작고, 중심에서 가장 큰 경향이 있을 것이다. 따라서, 다층 물질, 예를 들면 3층 필름을 동시압출시키는 경우, 분산상 입자들은 광학 블렌드 물질을 사용하여 구조의 외층을 형성하는 경우에 가장 작을 것이다. 달리 말해서, 예를 들면, 3층 필름 구조의 코어층을 형성하는 데 촉진 물질을 사용하는 경우, 정의상, 코어층은 동시압출물의 가장 낮은 전단 영역을 차지하고, 광학 블렌드 물질의 분산상 입자들은 동시압출물의 높은 전단 영역을 우선적으로 경험할 것이다.

본 발명은 3층 필름 구조에 제한되지 않는다. 예를 들면, 5층 필름 구조를 동시압출시킴으로써 광학 블렌드 물질의 분산상 입자들이 경험하는 예상 전단 속도 를 더 상세히 논하려고 할 수 있다. 이 경우, 외층의 두께는 분산상 입자들이 주조 다이, 특히 다이 벽에 바로 인접한 영역에서 신장되는 정도를 제어하는 것을 허용한다. 예를 들면, 최종 필름의 두께 방향에서 분산상 입자의 직경이 빛 파장의 약 1/30 미만이면, 필름은 본 발명에 바람직한 방식으로 빛을 산란시키지 못한다. 따라서, 압출 공정에서 분산상 입자들의 치수에 대한 제어가 바람직하다.

외층은 그들이 배향 전 또는 후에 제거될 수 있다는 점에서 희생적일 수 있다. 이 경우, 외층은 광학 블렌드 물질을 기계적 마모(즉, 긁힘) 또는 먼지 또는 찌꺼기 축적으로부터 보호할 수 있다. 이 실시태양의 마스크 층(들)은 본 발명의 필름을 또다른 필름과 적층시키는 것보다 훨씬 값이 싸다는 잇점이 있다.

블렌드 물질은 IV 0.57 (60% 페놀 및 40% 디클로로벤젠에서 측정)의 coPEN 68.6 중량%, 퀘스트라(Questra) NA 405 (Dow Chemical Company 제품) 29.1 중량%, 및 다일락(Dylark) 332-80 (Nova Chemical Company 제품) 2 중량%의 블렌드로서 압출시켰다. 촉진 물질은 IV 0.65 (메틸렌 클로라이드 중에서 측정됨)의 coPET이었다.

coPEN은 70 mol%의 나프탈렌 디카르복실레이트 및 30 mol%의 디메틸테레프탈레이트 및 에틸렌 글리콜을 기재로 한 코폴리머였다. coPET는 80 mol% 디메틸테레프탈레이트 및 20 mol% 디메틸이소프탈레이트 및 에틸렌 글리콜을 기재로 한 코폴리머였다.

제1 필름을 제조하고, 한 방향으로만 연신시켰다. 제1 필름의 주조된 시트의 전체 두께는 810 마이크론이었고, 이 전체 두께의 약 1/3이 코어층, 그 나머지가 외층이며, 외층은 두께가 거의 동일하였다. 주조된 시트를 통상의 장포기만을 이용하여 횡방향으로 배향시켰다. 최종 횡방향 연신비는 장포기의 입구 및 출구에서의 레일 셋팅을 기준으로 하여 약 4.3:1이었다. 신장 온도는 132℃였다. 열경화 온도는 163 ℃였다.

이어서, 제1 필름의 광학적 성능을 측정하였다. 필름은 편광 배향이 필름의 통과 방향과 일직선을 이루는 400 내지 700 nm의 빛 파장에 대해서 평균 투과율이 83.6%이었다. 편광 배향이 필름의 차단 방향과 일직선을 이루는 빛은 평균 투과율이 13.6%이었다. 필름은 연신 방향과 수직인 방향(즉, 이 실시예에서는 기계 방향)에서 합리적인 내파쇄성을 보이는 반면, 필름이 횡방향과 동일한 방향으로 주름잡힐 때, 필름은 파쇄되었다.

비교를 위해, 블렌드 물질을 사용하여 코어층을 형성하고 촉진 물질을 사용하여 외층을 형성한 것을 제외하고는 이 실시예의 제1 필름과 유사한 방식으로 제조된 3층 필름이 기재된 미합중국 특허 출원 제 08/610,092 호의 실시예 125를 참조한다. 이 실시예의 제1 필름에서와 같이, 비교예 125는 연신 방향과 수직인 방향에서 합리적인 내파열성을 보였고, 횡방향과 동일한 방향으로 주름잡힐 때 그 필름은 파쇄되었다.

제2 필름은 주조된 시트를 127 ℃에서 횡방향으로 연신시키기 전에 통상의 길이 배향기를 이용하여 기계 방향으로 연신시킨다는 점을 제외하고는 이 실시예의 제1 필름과 동일한 물질로 제조하였다. 주조된 시트의 전체 두께는 1240 마이크론이었다. 주조된 시트를 실시예 2에 기재된 바와 같이 기계 방향으로 1.25:1 비로 연신시켰다. 갭 바로 앞의 롤의 온도는 82 ℃이었다. 적외선 가열기 소자의 작업율 설정은 100%이었다. 편광 배향이 연신된 필름의 통과 방향과 일직선을 이루는 빛의 평균 투과율은 81.1%이었다. 편광 배향이 필름의 차단 방향과 일직선을 이루는 빛의 평균 투과율은 14.8%이었다. 최종 필름은 단축 연신 필름에 비해 유의하게 증진된 기계적 강성을 보였다. 필름은 기계 방향 또는 횡방향을 따라 주름잡힐 때 파쇄되지 않았다.

주조된 시트를 횡방향에 앞서 기계 방향으로 1.5:1 및 1.75:1의 비로 제1 연신시키는 것을 제외하고는 상기 제2 필름과 동일한 방식으로 추가로 두 개의 필름을 제조해서 평가하였다. 측정된 각 필름의 통과 방향 투과율은 80.2% 및 78.8%이었다. 각 필름의 차단 방향 투과율은 15.6% 및 17%이었다. 이 필름들은 기계 방향 또는 횡방향을 따라 주름잡힐 때 파쇄되지 않았다.

상기 필름과 동일한 방식으로 추가로 1개의 필름을 제조하였다. 이 필름을 129 ℃에서 기계 방향으로 1.35:1의 비로 제1 배향시킨 후 횡방향으로 4:1의 비로 배향시켰다. 측정된 통과 방향 투과율은 83.2%이었다. 차단 방향 투과율은 15.0%이었다. 필름은 기계 방향 또는 횡방향을 따라서 주름잡힐 때 파쇄되지 않았다.

유의하게 증진된 내파쇄성을 차치하고, 본 발명에 따라 제조된 필름을 적층시키고, 이어서 통상의 슬릿터를 이용하여 전단 절단시켰을 때, 필름은 특히 비교예 125에 따라 제조된 것에 비해 파쇄됨이 없이 깔끔하게 절단된다는 점을 알아냈다.

필름의 두께 방향에서 분산상 구조의 횡단면 치수는 바람직하게는 관심 대상 파장보다 작거나 또는 그와 동일하고, 더 바람직하게는 관심 대상 파장의 약 0.5배 미만이라는 것을 알아냈다. 이리하여, 제한 범위 내에서, 분산상의 횡단면 두께의 감소는 광학 장치의 광학적 성능의 개선을 초래한다. 3층 구조의 코어층 또는 외층에 광학 블렌드 물질을 배치시킴으로써 얻어지는 효과를 입증하기 위해, 추가로 2 개의 필름을 제조해서 평가하였다. 추가 필름 중 제1 필름은 광학 블렌드 물질을 사용하여 3층 구조의 외층을 형성한다는 점에서 이 실시예의 제1 필름에 따라서 제조하였다. 추가 필름 중 제2 필름은 광학 블렌드 물질을 사용하여 3층 구조의 코어층을 형성한다는 점에서 비교예 125에 따라서 제조하였다. 배향 전에 주조된 시트의 횡단면을 주사 전자 현미경을 사용하여 평가하였다. 현미경 사진은, 특히 블렌드 물질을 사용하여 필름의 외층을 형성하는 경우에, 블렌드 물질의 분산상 물질의 피브릴화(fibrillation)가 증가함을 뚜렷하게 가리켰다. 분산상 물질의 피브릴화의 한가지 명백한 증거는 필름의 두께 방향에서 횡단면 치수가 감소한다는 점이다. 한가지 평가 방법은 가장 큰 입자들이 발견될 수 있는 필름의 중심부 또는 그 근처에서 분산상의 치수를 평가하는 것이다. 광학 블렌드 물질이 필름의 외층 및 코어층을 형성하는 경우 분산상 크기는 각각 0.9 및 1.4 마이크론이었다. 필름 구조의 외표면 근처의 입자는 구조의 중심 근처의 것보다 더 작다는 점이 인식될 것이다.

게다가, 본 발명의 블렌드 필름은 비교예 125의 것보다 유의하게 큰 표면 텍스처(texture)를 가졌다. 비교예 125로부터 1 평방미터의 필름 피스를 절단하는 경우, 한 피스를 다른 피스 위로 윤활시키는 것, 예를 들면 한 필름을 다른 필름 위에 배열시키는 것이 어려웠다. 본 발명의 필름의 경우, 그것들은 100 시트 이상의 높이로 적층시키는 경우조차도 아주 쉽게 배열되었다.

3층 적층의 외측에 블렌드층을 가짐으로써 초래되는 표면 거칠기는 광학 특성 및 필름 취급성에 있어서 개선점을 제공하는 것 이외에 다른 실용상의 잇점을 제공한다. LCD에 반사 편광체가 사용되는 경우, 그것은 통상적으로 이색성 편광체에 인접 배치된다. 두 편광체 모두가 평활하면, 그것들은 서로 고착할 수 있으며, 그 결과 두 필름의 광학적 커플링을 초래한다. 이 광학적 커플링은 필름 사이에 액체 방울들이 배치된 것처럼 나타나고, 따라서 이것을 “습윤화”라고 일컫는다. 기능성 LCD에서, 습윤화는 허용될 수 없는 밝은 반점이 디스플레이 상에 나타나게 한다. 더 나쁜 경우에는, 습윤화는 반사 편광체가 환경 시험 동안 뒤틀리게 할 수 있다. 습윤화는 두 편광체 사이에 약하게 확산하는 간격재를 배치하거나 또는 편광체 중 하나 또는 양자 모두의 표면을 텍스춰링(texturing)하는 것과 같은 다양한 방법에 의해 제거될 수 있다. 그러나, 본 발명의 블렌드 편광체에서는, 블렌드가 외층으로서 존재하는 경우 이러한 구조로 인한 거친 표면 텍스처가 습윤화를 배제시키기 때문에 상기와 같은 추가의 수정 작업이 필요하지 않다.

두 평활 필름 사이에서 관찰될 수 있는 또다른 광학적 효과는 뉴튼 고리(Newton's ring)이다. 두 평활 표면이 서로 근접하는 경우, 두 표면으로부터의 반사는 파괴적으로 간섭하여 밝은 고리 및 어두운 고리로 된 패턴을 형성한다. 이 광학적 효과도 블렌드가 외층으로서 존재하는 경우 그러한 간섭이 확산 표면 반사로부터 관찰되지 않을 것이기 때문에 블렌드가 외층으로 존재하는 구조가 제공 하는 거친 표면에 의해 제거된다.

실시예 6

실시예 6에서는 실시예 5의 제1 필름과 유사한 방식으로 블렌드 필름을 제조하였으며, 주조된 시트 두께는 515 ㎛이었다. 주조된 시트는 실험실용 신장기를 이용하여 두 직교 방향으로 동시에 신장시켰다. 필름을 변형율 0.4%/초 및 신장비 1.2:1로 한 방향으로 신장하였다. 필름을 변형율 10%/초 및 신장비 5.6:1로 다른 방향으로 신장하였다. 얻어진 필름은 통과 방향 투과율이 87.6%, 차단 방향 투과율이 25.3%이었다. 유사한 필름을 신장시키되, 단 제1 방향 변형율을 5%/초로 변화시켰다. 이 필름은 통과 방향 투과율이 87.9%, 차단 방향 투과율이 27.8%이었다. 이들 각 필름은 단축 신장 필름(예를 들면, 파쇄됨)에 비해 개선된 강성을 나타냈다.

위에서 여러 실시예를 제공하였지만, 본 발명은 이 실시예에 한정되는 것이 아니다. 본 발명은 많은 광학 필름, 및 그를 제공하기 위한 물질 및 제조 방법에 응용될 수 있다. 예를 들면, 상기 실시예들은 일반적으로 두가지 물질을 기재하고 있지만, 두가지 이상의 물질이 사용될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 각 물질은 주어진 공정 조건 하에에서 배향 또는 비배향 부류에 해당할 것이다. 상이한 목적 반응을 얻기 위해 필름의 각 물질에 대해 별도의 연신 공정이 이용될 수 있다. 본 명세서를 검토해보면, 본 발명이 응용될 수 있는 많은 물질 및 제품 뿐만 아니라 여러가지 변경, 균등 공정이 이해될 것이다. 특허청구의 범위는 이러한 변경 및 장치를 망라하는 것으로 의도된다.

본 발명은 폴리머 광학 필름 분야에 이용된다.

Claims (29)

1. 필름의 제1 주표면을 한정하는 제1 층, 필름의 제2 주표면을 한정하는 제2 층, 및 상기 제1 층과 제2 층 사이에 배치된 제3 층을 포함하고, 상기 제1 층은 제1 연속상 및 제1 분산상을 포함하고, 상기 제2 층은 제2 연속상 및 제2 분산상을 포함하는 편광 필름.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 연속상이 열가소성 폴리머를 포함하는 것인 편광체.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 연속상이 동일한 열가소성 폴리머를 포함하는 것인 편광체.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 제3 층이 폴리에스테르를 포함하는 것인 편광체.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 제1항에 있어서, 상기 제1 연속상 및 제1 분산상의 굴절율이 제1 평면축을 따라서 편광되는 빛에 대해서 실질적으로 일치하고, 제2 평면축을 따라서 편광되는 빛에 대해서 실질적으로 불일치하는 편광체.
16. 삭제
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